Przedmiotem oferty jest dwufunkcyjny kompozyt węglowo-tlenkowy o strukturze typu rdzeń-powłoka dedykowany do eliminacji lotnych związków organicznych ze źródeł antropogenicznych tj. lakiernie, zakłady przemysłowe, rafinerie paliwowe.

Lotne związki organiczne

Pośród wszystkich zanieczyszczeń środowiska związanych z działalnością człowieka emisja lotnych związków organicznych (LZO) do atmosfery stanowi jedno z najpoważniejszych zagrożeń dla naturalnego ziemskiego ekosystemu oraz ludzkiego zdrowia. LZO biorą udział w reakcjach fotochemicznych zachodzących w atmosferze, a wiele z nich wykazuje właściwości kancerogenne i mutagenne. Poziom emisji LZO można zredukować ustawicznie monitorując antropogeniczne źródła ich pochodzenia i stosując odpowiednie metody redukcji ich stężeń. Obok metod pierwotnych mających na celu minimalizację ilości uwalnianych związków organicznych, opracowano szereg rozwiązań wtórnych, polegających na wychwycie (techniki niedestrukcyjne z możliwym odzyskiem poszczególnych LZO) lub unieszkodliwianiu (techniki destrukcyjne, na ogół – całkowite utlenianie) LZO zawartych w zanieczyszczonych strumieniach gazów wprowadzanych do atmosfery. Do najpowszechniej wykorzystywanych technik należą: termiczne i katalityczne utlenianie, adsorpcja, kondensacja oraz separacja membranowa.

Technologia

Prezentowany wynalazek dotyczy konstrukcji nowego rodzaju węglowo-nieorganicznego materiału kompozytowego typu rdzeń-powłoka (core-shell), którego komponenty funkcjonalizowane są dwojako: rdzeń w kierunku maksymalnej adsorpcji lotnych związków organicznych (LZO), zaś powłoka w roli katalizatora termicznego utleniania desorbujących z rdzenia LZO. Opracowano pionierską koncepcję syntezy sferycznego, porowatego materiału węglowego (komponent adsorpcyjny) otoczkowanego warstwą tlenku nieorganicznego (nośnik fazy aktywnej katalitycznie), jak również przetestowano efektywność działania tego typu układów w cyklach adsorpcji lotnych związków organicznych połączonej z katalitycznym dopalaniem przy wykorzystaniu toluenu jako reprezentanta aromatycznych LZO.

Podstawowe zalety technologii:

- uzyskanie dwufunkcyjności materiału poprzez odpowiedni dobór jego składników, co można w uproszczeniu przedstawić następująco: rdzeń – adsorpcja; tlenek nieorganiczny – nośnik i osłona przed dezaktywacją (zgazowaniem) rdzenia; faza aktywna – utlenianie LZO w czasie desorpcji;

- zastosowanie materiału do eliminacji lotnych związków organicznych pracującego w cyklach adsorpcyjno-katalitycznych, prowadzonych odpowiednio w niskich (20-100 °C) i wysokich temperaturach (powyżej 150 °C);

- możliwość kontroli rodzaju i ilości powierzchniowych grup funkcyjnych rdzenia węglowego pozwalająca na selektywną adsorpcję polarnych lub niepolarnych lotnych związków organicznych.

Oferowane rozwiązanie jest przedmiotem zgłoszenia patentowego z dnia 27 listopada 2017 roku. Dalsze prace nad jego rozwojem są prowadzone przez zespół naukowy na Wydziale Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Obecnie Centrum Transferu Technologii CITTRU poszukuje podmiotów zainteresowanych komercyjnym wykorzystaniem rozwiązania. CTT CITTRU poszukuje również partnerów do wspólnych projektów badawczo-rozwojowych obejmujących powyższą tematykę badań.