Od zużytych katalizatorów samochodowych do aktywnych cząstek platynowców (PGM)
[ 1 ] Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ SzD ] doktorant ze Szkoły Doktorskiej
[ 1 ] Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik
[ 1 ] Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik
EN From spent automotive converters to active particles of platinum group metals (PGM)
polski
- PGM
- nanocząstki
- hydrometalurgia
- PGM
- nanoparticles
- hydrometallurgy
PL W niniejszej pracy przedstawiono badania skupiające się na hydrometalurgicznym odzyskiem metali z grupy platynowców ze zużytych katalizatorów samochodowych. Zaproponowano proces złożony z kilku etapów, na początku zmielony katalizator ługowano w mniej rygorystycznych warunkach kwasów karboksylowych w celu wydzielenia jonów metali nieszlachetnych oraz oczyszczania katalizatora przed drugim stopniem ługowania. Drugim etapem procesu było ługowanie za pomocą bardziej agresywnych kwasów i utleniaczy, w celu odzysku PGM z katalizatora pozostałego po pierwszym etapie ługowania. W kolejnym etapie roztwory modelowe jak i rzeczywiste zawierające jony PGM poddano ekstrakcji ciecz-ciecz przy użyciu dwóch różnych ekstrahentów: czwartorzędowych soli pirydyniowych i soli fosfoniowej, w celu oddzielenia PGM od reszty jonów metali. Następnie przeprowadzono reekstrakcję PGM z naładowanych faz organicznych do wodnej. Badania związane z ekstrakcją i reekstrakcją metali były przeprowadzone także z roztworów rzeczywistych po ługowaniu zużytego katalizatora samochodowego. Ostatnim etapem zaproponowanego procesu było wytwarzanie nanocząstek PGM bez nośnika i na nośniku TiO2 zarówno z modelowego, jak i z rzeczywistego roztworu po reekstrakcji. Aktywność katalityczną otrzymanych PGM-NP potwierdzono w reakcji redukcji 4-nitrofenolu do 4-aminofenolu oraz w degradacji ibuprofenu.
EN The PhD thesis presents research focusing on the hydrometallurgical recovery of PGM from spent automotive catalytic converters. Such a process is not only profitable from an economic point of view, but also important for the protection of the environmental and the circular economy approach. A process consisting of several stages was proposed. In the beginning, the ground catalyst was leached under weak acidic conditions of carboxylic acids in order to separate base metal ions and purify the catalyst before the second stage of leaching. The second stage of the process was leaching with more aggressive acids and oxidants in order to recover PGM from the catalyst remaining after the first stage of leaching. In the next step, the model solution containing PGM ions was subjected to liquid-liquid extraction using two different extractants: quaternary pyridinium salts and phosphonium salt, in order to separate PGM from the rest of the base metal ions. Then, PGM was stripped from the loaded organic phase to the aqueous ones. Research related to the extraction and stripping of metals was also carried out from pregnant solutions after leaching of spent catalytic converters. The last stage of the process was the precipitation of PGM nanoparticles without a carrier and on a TiO2 carrier, both from the model and from the real solution after stripping. The catalytic activity of the obtained PGM-NP was tested in the reduction of 4-nitrophenol to 4-amionophenol and in the degradation of ibuprofene.
225
nauki chemiczne
publiczny
Agata Jakóbik-Kolon
Gliwice, Polska
17.12.2023
polski
publiczny
Dorota Kołodyńska
Lublin, Polska
15.12.2023
polski
publiczny
Radosław Mrówczyński
Poznań, Polska
08.12.2023
polski
publiczny
rozprawa doktorska przed obroną
Poznań, Polska
06.02.2024
Rada Dyscypliny Nauki Chemiczne Politechniki Poznańskiej
doktor nauk inżynieryjno-technicznych w dyscyplinie: nauki chemiczne