91 research outputs found
Synthesis and characterization of carbon materials as titanium dioxide carrier for removal of the selected organic pollutants from water
No full textCilj ove doktorske disertacije je razvoj metode za dobijanje efikasnih kompozitnih fotokatalizatora, sa karbon monolitom i hidrotermalnim ugljenikom kao nosačem titan-dioksida za uklanjanje organskih zagaĎujućih materija iz vode. Karbon monolit kao nosač fotokatalizatora impregnisan je česticama titan-dioksida primenom dve različite metode: metoda potapanja (eng. dip-coating), koja podrazumeva upotrebu vezivnog sredstva, i metoda bazirana na termičkom tretmanu karbon monolita nakon uranjanja u koncentrovani rastvor TiCl4 (eng. thermal treatment)...The main objective of this work was to develope appropriate preparation method in order to obtain TiO2/carbon composites with the highest efficiency in removal of organic pollutants from the water. Carbon monolith and hydrothermal carbon were used as a titanium dioxide carrier for preparation of TiO2/carbon composites. Carbon monolith as a photocatalyst carrier is impregnated with particles of titanium dioxide using two methods: dip-coating method, which involves the use of a binder, and thermal treatment method. Composite photocatalysts with hydrothermal carbon as TiO2 carrier were synthesized by hydrothermal carbonization, using glucose and titanium isopropoxide, as precusors of carbon and titania, respectively..
Application of carbon cryogels doped with nitrogen and sulfur for removal of heavy metals and pharmaceuticals in the water purification process
No full textУ овој докторској дисертацији синтетисани су N-допирани и N, S кодопирани угљенични криогелови и испитана је њихова примена као адсорбената у процесу уклањања одабраних тешких метала (Zn, Cd, Hg) и фармацеутика (карбамазепин, напроксен, диазепам и диклофенак) из водених раствора. Резултати структурне и површинске анализе су показали да је: уградњом азота/азота-сумпора сачувана турбостратична структура угљеничног криогела, дошло до значајног повећања специфичне површине и промене у површинској хемији за допиране/кодопиране узорке. У циљу испитивања адсорпционих перформанси и оптимизације процеса урађена је серија адсорпционих експеримената. Резултати су показали да најбоље адсорпционе перформансе показују допирани/кодопирани узорци са највећом вредности специфичне површине и величином пора. Њихови адсорпциони капацитети, добијени применом Ленгмирове изотерме, су већи за уклањање и тешких метала и фармацеутика у односу на немодификовани узорак криогела. Експериментима десорпције и регенерације потврђена је задовољавајућа способност регенерације након четвртог циклуса адсорпције − десорпције и тешких метала и фармацеутика. Резултати теста на узорку речне воде са стандардним додатком смеше раствора тешких метала и фармацеутика су показали већу ефикасност адсорпције за одабране допиране/кодопиране узорке са највећом вредношћу специфичне површине и до 20-30% у односу на немодификовани криогел. Такође је запажено да присуство интерференци, јона метала, катјона, анјона, нема значајног утицаја на ефикасност адсорпције. Приказани резултати у овој докторској дисертацији показују да се допирањем/кодопирањем угљеничног криогела добијају материјали, који су се успешно могу применити као адсорбенти у процесима пречишћавања вода.In this doctoral dissertation, N-doped and N, S co-doped carbon cryogels were synthesized, and their application as adsorbents in the removal process of selected heavy metals (Zn, Cd, Hg) and pharmaceuticals (carbamazepine, naproxen, diazepam and diclofenac) from aqueous solutions was studied. The results of structural and surface analysis showed that incorporation of nitrogen/nitrogen-sulfur preserved the turbostratic structure of the carbon cryogel, but a significant increase of the specific surface area as well as change of surface chemistry for the doped/co-doped samples were observed. In order to investigate the adsorption performance and process optimization, a series of adsorption experiments were performed. The best adsorption performances were obtained for the doped/co-doped samples with the highest specific surface area values and pores dimension. The adsorption capacities of these samples regarding the removal of heavy metals and pharmaceuticals, obtained using the Langmuir isotherm, were higher compared to the pristine carbon cryogel. Desorption and regeneration experiments confirmed the satisfactory regeneration ability after the fourth adsorption- desorption cycle of selected heavy metals and pharmaceuticals. Test results for a river water samples with a standard addition of a heavy metals and pharmaceuticals mixtures showed a higher adsorption efficiency up to 20-30% for the selected doped/co-doped samples with the highest values of the specific surface area compared to the pristine carbon cryogel. It was also noticed that the presence of interferences of metal ions, cations and anions has no significant effect on the adsorption efficiency. The results presented in this doctoral dissertation show that by carbon cryogel doping/co-doping it is possible to obtain carbon materials which can be successfully used as adsorbents in wastewater treatment processes
Influence of surface modification of carbon materials on their properties and adsorption of selected estrogenic hormones from water
No full textПредмет истраживања ове докторске дисертације је модификација површине различитих
угљеничних материјала у циљу добијања ефикасних адсорбената за уклањање естрогених
хормона естрона (Е1), 17β-естрадиола (Е2) и 17α-етинилестрадиола (ЕЕ2) из воде, као и за
екстракцију хормона на чврстој фази.
Активиранa угљеничнa тканинa, угљеничне наноцеви и угљенични криогел су хемијски
модификовани помоћу HNO3, KOH или HCl, док је карбонизовани хидротермални угљеник
активиран помоћу KOH. Активација је резултовала значајним повећањем специфичне површине
и пречника пора. Хемијска модификација је довела до мањих или већих промена у морфологији
површине материјала, као и у саставу и количини површинских група. Најзначајније промене су
запажене након HNO3 третмана, који је најчешће резултовао повећањем специфичне површине,
удела мезопорозности и садржаја карбоксилних површинских група.
Испитивање процеса адсорпције Е1, Е2 и ЕЕ2 на немодификованим и модификованим
материјалима је показало да ефикасност и брзина адсорпције расту са повеђањем удела
мезопорозности и да зависе од састава површинских група. Предложени механизам адсорпције
је формирање водоничних веза између хидроксилних група естрогених хормона и кисеоничних
група на површини материјала. Вредности максималних адсорпционих капацитета хемијски
модификованих материјала су високе и указују на могућу примену за уклањање естрогених
хормона из воде. Ефикасност десорпције хормона са модификованих материјала је такође
висока, што је корисно са аспекта поновне употребе материјала.
Оптимизована је метода екстракције Е1, Е2 и ЕЕ2 на хемијски модификованом
угљеничном крогелу, при чему су добијене високе вредности приноса и висока селективност
методе. Показано је да се овај материјал може успешно користити у анализи реалних узорака
воде са ниском концентрацијом хормона.The subject of research in this doctoral dissertation is the modification of the surface of various
carbon materials with the aim of obtaining efficient adsorbents for the removal of estrogenic hormones,
estrone (E1), 17β-estradiol (E2), and 17α-ethinylestradiol (EE2) from water, as well as for hormone
extraction on a solid phase.
Activated carbon cloth, carbon nanotubes, and carbon cryogel were chemically modified using
HNO3, KOH, or HCl, while carbonized hydrothermal carbon was activated using KOH. Activation
resulted in a significant increase in specific surface area and pore volume. Chemical modification led to
minor or major changes in material surface morphology, as well as in the composition and quantity of
surface groups. The most significant changes were observed after HNO3 treatment, which most
frequently resulted in increased specific surface area, mesoporosity content, and carboxyl surface group
content.
Investigations into the adsorption process of E1, E2, and EE2 on unmodified and modified
materials showed that the efficiency and speed of adsorption increase with the increase in mesoporosity
content and depend on the composition of surface groups. The proposed adsorption mechanism
involves the formation of hydrogen bonds between the hydroxyl groups of estrogenic hormones and
oxygen groups on the material's surface. The values of the maximum adsorption capacities of
chemically modified materials are high, indicating their potential application for the removal of
estrogenic hormones from water. The desorption efficiency of hormones from modified materials is
also high, which is beneficial for material reuse.
An optimized method for the extraction of E1, E2, and EE2 on chemically modified carbon
cryogels was developed, resulting in high recoveries and method selectivity. It has been demonstrated
that this material can be successfully used in the analysis of real water samples with low hormone
concentrations
From biowaste to active ingredients for biocosmetic production
No full textIn modern life, coffee is one of the most commonly used raw materials for beverages. Over the past decade, the trend of home consumption has expanded beyond traditional types of coffee to include espresso and filter coffee. This shift has resulted in the generation of solid coffee residue, which can be repurposed for other uses. Unfortunately, the disposal or composting of this waste is not well-regulated, and the valuable remains from coffee preparation often end up as municipal waste. The goal of this work is to reuse the solid residue from espresso coffee preparation through the pyrolysis process to obtain carbon materials that can be incorporated into cosmetic products. The carbon material obtained through pyrolysis exhibits exceptional physicochemical properties, making it a suitable component for cosmetic products with skin-cleansing effects, all while being environmentally friendly and non-toxic. The properties of the obtained carbon material were analyzed using methods such as XRD, FTIR, and BET. The resulting material was utilized in a cosmetic product as both an abrasive and adsorbent component in face cleansing milk. The results related to the production information certificate confirm that the obtained material is safe to use in cosmetic products.Advanced Ceramics and Application : 13th Serbian Ceramic Society Conference : Program and the Book of Abstracts; September 8-10, 2025; Belgrade
Synthesis and characterization of carbon materials as titanium dioxide carrier for removal of the selected organic pollutants from water
No full textCilj ove doktorske disertacije je razvoj metode za dobijanje efikasnih kompozitnih fotokatalizatora, sa karbon monolitom i hidrotermalnim ugljenikom kao nosačem titan-dioksida za uklanjanje organskih zagaĎujućih materija iz vode. Karbon monolit kao nosač fotokatalizatora impregnisan je česticama titan-dioksida primenom dve različite metode: metoda potapanja (eng. dip-coating), koja podrazumeva upotrebu vezivnog sredstva, i metoda bazirana na termičkom tretmanu karbon monolita nakon uranjanja u koncentrovani rastvor TiCl4 (eng. thermal treatment)...The main objective of this work was to develope appropriate preparation method in order to obtain TiO2/carbon composites with the highest efficiency in removal of organic pollutants from the water. Carbon monolith and hydrothermal carbon were used as a titanium dioxide carrier for preparation of TiO2/carbon composites. Carbon monolith as a photocatalyst carrier is impregnated with particles of titanium dioxide using two methods: dip-coating method, which involves the use of a binder, and thermal treatment method. Composite photocatalysts with hydrothermal carbon as TiO2 carrier were synthesized by hydrothermal carbonization, using glucose and titanium isopropoxide, as precusors of carbon and titania, respectively..
Synthesis and characterization of carbon materials as titanium dioxide carrier for removal of the selected organic pollutants from water
No full textCilj ove doktorske disertacije je razvoj metode za dobijanje efikasnih kompozitnih fotokatalizatora, sa karbon monolitom i hidrotermalnim ugljenikom kao nosačem titan-dioksida za uklanjanje organskih zagaĎujućih materija iz vode. Karbon monolit kao nosač fotokatalizatora impregnisan je česticama titan-dioksida primenom dve različite metode: metoda potapanja (eng. dip-coating), koja podrazumeva upotrebu vezivnog sredstva, i metoda bazirana na termičkom tretmanu karbon monolita nakon uranjanja u koncentrovani rastvor TiCl4 (eng. thermal treatment)...The main objective of this work was to develope appropriate preparation method in order to obtain TiO2/carbon composites with the highest efficiency in removal of organic pollutants from the water. Carbon monolith and hydrothermal carbon were used as a titanium dioxide carrier for preparation of TiO2/carbon composites. Carbon monolith as a photocatalyst carrier is impregnated with particles of titanium dioxide using two methods: dip-coating method, which involves the use of a binder, and thermal treatment method. Composite photocatalysts with hydrothermal carbon as TiO2 carrier were synthesized by hydrothermal carbonization, using glucose and titanium isopropoxide, as precusors of carbon and titania, respectively..
Synthesis and characterization of carbon cryogel and carbon cryogel/ceria composite for application in arsenic adsorption from water solutions
No full textCilj istraživanja u okviru ove doktorske disertacije je da se jednostavnom metodom proizvede materijal od lako dostupnih sirovina, koji bi se koristio kao adsorbent za uklanjanje arsena iz vodenih rastvora...The aim of the research in this doctoral dissertation is to use a simple method to synthesize material from readily available precursors, which would be used as an adsorbent for the removal of arsenic from aqueous solutions..
Influence of surface modification of carbon materials on their properties and adsorption of selected estrogenic hormones from water
No full textПредмет истраживања ове докторске дисертације је модификација површине различитих
угљеничних материјала у циљу добијања ефикасних адсорбената за уклањање естрогених
хормона естрона (Е1), 17β-естрадиола (Е2) и 17α-етинилестрадиола (ЕЕ2) из воде, као и за
екстракцију хормона на чврстој фази.
Активиранa угљеничнa тканинa, угљеничне наноцеви и угљенични криогел су хемијски
модификовани помоћу HNO3, KOH или HCl, док је карбонизовани хидротермални угљеник
активиран помоћу KOH. Активација је резултовала значајним повећањем специфичне површине
и пречника пора. Хемијска модификација је довела до мањих или већих промена у морфологији
површине материјала, као и у саставу и количини површинских група. Најзначајније промене су
запажене након HNO3 третмана, који је најчешће резултовао повећањем специфичне површине,
удела мезопорозности и садржаја карбоксилних површинских група.
Испитивање процеса адсорпције Е1, Е2 и ЕЕ2 на немодификованим и модификованим
материјалима је показало да ефикасност и брзина адсорпције расту са повеђањем удела
мезопорозности и да зависе од састава површинских група. Предложени механизам адсорпције
је формирање водоничних веза између хидроксилних група естрогених хормона и кисеоничних
група на површини материјала. Вредности максималних адсорпционих капацитета хемијски
модификованих материјала су високе и указују на могућу примену за уклањање естрогених
хормона из воде. Ефикасност десорпције хормона са модификованих материјала је такође
висока, што је корисно са аспекта поновне употребе материјала.
Оптимизована је метода екстракције Е1, Е2 и ЕЕ2 на хемијски модификованом
угљеничном крогелу, при чему су добијене високе вредности приноса и висока селективност
методе. Показано је да се овај материјал може успешно користити у анализи реалних узорака
воде са ниском концентрацијом хормона.The subject of research in this doctoral dissertation is the modification of the surface of various
carbon materials with the aim of obtaining efficient adsorbents for the removal of estrogenic hormones,
estrone (E1), 17β-estradiol (E2), and 17α-ethinylestradiol (EE2) from water, as well as for hormone
extraction on a solid phase.
Activated carbon cloth, carbon nanotubes, and carbon cryogel were chemically modified using
HNO3, KOH, or HCl, while carbonized hydrothermal carbon was activated using KOH. Activation
resulted in a significant increase in specific surface area and pore volume. Chemical modification led to
minor or major changes in material surface morphology, as well as in the composition and quantity of
surface groups. The most significant changes were observed after HNO3 treatment, which most
frequently resulted in increased specific surface area, mesoporosity content, and carboxyl surface group
content.
Investigations into the adsorption process of E1, E2, and EE2 on unmodified and modified
materials showed that the efficiency and speed of adsorption increase with the increase in mesoporosity
content and depend on the composition of surface groups. The proposed adsorption mechanism
involves the formation of hydrogen bonds between the hydroxyl groups of estrogenic hormones and
oxygen groups on the material's surface. The values of the maximum adsorption capacities of
chemically modified materials are high, indicating their potential application for the removal of
estrogenic hormones from water. The desorption efficiency of hormones from modified materials is
also high, which is beneficial for material reuse.
An optimized method for the extraction of E1, E2, and EE2 on chemically modified carbon
cryogels was developed, resulting in high recoveries and method selectivity. It has been demonstrated
that this material can be successfully used in the analysis of real water samples with low hormone
concentrations
Synthesis and characterization of carbon cryogel and carbon cryogel/ceria composite for application in arsenic adsorption from water solutions
No full textCilj istraživanja u okviru ove doktorske disertacije je da se jednostavnom metodom proizvede materijal od lako dostupnih sirovina, koji bi se koristio kao adsorbent za uklanjanje arsena iz vodenih rastvora...The aim of the research in this doctoral dissertation is to use a simple method to synthesize material from readily available precursors, which would be used as an adsorbent for the removal of arsenic from aqueous solutions..
Adsorption of Methylene Blue from an Aqueous Solution by Carbon Materials: A Kinetic Study
No full textThis study aimed to investigate the kinetic properties of methylene blue adsorption on carbon cryogel samples and nitrogen-doped and nitrogen-and-sulfur-co-doped carbon cryogel. Nitrogen and sulfur were incorporated into the carbon structure to enhance surface, electronic and textural properties. Methylene blue, a widely utilized dye in the textile industry, has become one of the most commonly detected substances in water systems. Experimental data were fitted with four kinetic models and showed excellent fits with the linear pseudo-second-order model. The results indicated that doping with nitrogen and sulfur did not significantly affect the adsorption of methylene blue.Proceedings of The IX International Congress “Engineering, Environment and Materials in Process Industry”—EEM2025 ; 2–4 April 2025; Bijeljina, Bosnia and Herzegovina
- …
