CETAL |PCE Projects (PN-III-P4-IDPCE) | PCE_90/2021

PCE 90/2021

 

PCE 90/ 2021 Project


English (Engleză)
Project title: Nanocomposite layers for the treatment of microorganisms by advanced oxidation processes

Financial support:
Romanian National Authority for Scientific Research and Innovation, CNCS-UEFISCDI

Periode: January 2021 - December 2023

Contact Person:
Project Director: Dr. Eniko Gyorgy (INFLPR)

Coordinator:
National Institute for Laser, Plasma and Radiation Physics - I.N.F.L.P.R.
Atomiștilor 409, Măgurele, Romania

Objectives:
The main objective of the project is the synthesis and growth of nanocomposite layers onto solid substrates, with high photoactivity under both UV and visible light irradiation, ensuring relevant photocatalytic efficiency, for the degradation of microorganisms present in wastewaters.

Main goals:
• O1. Synthesis and deposition onto solid substrates of ternary metal oxides /carbon-based nanomaterials composite layers;
• O2. Study of the obtained nanocomposite layers surface morphology by atomic force microscopy, field emission scanning electron microscopy, and high resolution transmission electron microscopy;
• O3. Investigation of the chemical composition, chemical bonds between the elements and crystalline structure of the obtained layers by X-ray photoelectron spectroscopy synchrotron-based Fourier transform infrared spectroscopy, micro-Raman spectroscopy, grazing incidence X-ray diffraction, and selected area electron diffraction;
• O4. Study of the optical properties of the compound layers by UV-visible spectrophotometry. The band gap of the layers will be calculated from the UV-visible spectra;
• O5. Detailed investigations of the charge carrier generation under UV and visible light irradiation;
• O6. Study of the photocatalytic properties of the layers under UV, visible, as well as simulated solar light irradiation. The degradation of organic compounds will be monitorised by UV-visible spectroscopy;
• O7. Investigation of the recycling properties of the nanocomponent layers during consecutive degradation runs.

Phases and activities:
Phase I:
Period: 12 months
Activities: Growth and characterisation of nanocomposite MgTiO3 / carbon-based nanomaterials surface layers
Phase II:
Period:12 months
Activities: Growth of nanocomposite GeTiO4 /carbon-based nanomaterials surface layers
Phase III:
Period: 12 months
Activities: Growth of nanocomposite GeZrO4 / carbon-based nanomaterials surface layers

Estimated results:
The proposed studies will open an alternative approach for complex multicomponent materials synthesis with high photocatalytic efficiency under solar radiation. The investigations will elucidate the microorganisms inactivation mechanisms during photocatalytic processes.
- 5 ISI papers
- 6 communications at international conferences

Research Team:
• Dr. Eniko Gyorgy
• Dr. Angela Calota
• Dr. Iuliana Iordache
• Dr. Camelia Popescu
• PhD student Raluca Ivan



Română (Romanian)
Titlul proiectului: Straturi nanocompozite pentru tratarea microorganismelor prin procese de oxidare avansate

Suport financiar:
Autoritatea Nationala Romana pentru Cercetare Stiintifica si Inovare, CNCS-UEFISCDI

Perioada: Ianuarie 2021 – Decembrie 2023

Persoana de contact:
Director Proiect: Dr. Eniko Gyorgy (INFLPR)

Coordonator:
Institutul Național pentru Fizica Laserilor, Plasmei și Radiației - I.N.F.L.P.R.
Atomiștilor 409, Măgurele, ROMÂNIA

Obiective:
Obiectivul principal al proiectului este sinteza si depunerea pe substraturi solide de straturi nanocompozite cu fotoactivitate semnifiactiva atât in domenul spectral UV cât și vizibil, pentru degradarea fotocatalitica a microorganismelor prezente in ape reziduale.

Obiective specifice:
• O1. Sinteza și depunerea pe substraturi solide a straturilor compozite de oxizi metalici ternari/nanomateriale pe bază de carbon;
• O2. Studiul morfologiei suprafeței straturilor nanocompozite obținute prin microscopie de forță atomică, microscopie electronică prin scanare cu emisie de câmp și microscopie electronică in transmisie de înaltă rezoluție;
• O3. Investigarea compoziției chimice si a structurii cristaline a straturilor obținute prin spectroscopie de fotoelectroni cu raze X, spectroscopie în infraroșu cu transformată Fourier, spectroscopie micro-Raman, difracție de raze X și difracție a electronilor;
• O4. Studiul proprietăților optice ale straturilor compuse prin spectrofotometrie UV-vizibil. Largimea benzii interzise l straturilor va fi calculata din spectrele UV-vizibil;
• O5. Investigarea generării purtătorilor de sarcină prin iradieri in domeniul UV sau vizibil;
• O6. Studiul proprietăților fotocatalitice ale straturilor in UV, vizibil, precum și radiatie solara. Degradarea compușilor organici va fi monitorizată prin spectroscopie UV-vizibil;
• O7. Investigarea proprietăților de reciclare ale straturilor nanocompozite prin teste de degradare consecutive.

Etape si activitati:
Etapa I:
Perioada: 12 luni
Activitati: Sinteza și caracterizarea straturilor nanocompozite MgTiO3/nanomateriale bazate pe carbon
Etapa II:
Perioada:12 luni
Activitati: Sinteza și caracterizarea straturilor nanocompozite GeTiO4 / nanomateriale bazate pe carbon
Etapa III:
Perioada:12 luni
Activitati: Sinteza și caracterizarea straturilor nanocompozite GeZrO4 / nanomateriale bazate pe carbon

Rezultate estimate:
Studiile propuse reprezinta o metoda alternativă pentru sinteza materialelor multicomponente.. Investigațiile vor avea ca rezultat elucidarea mecanismelor de inactivare ale microorganismelor în timpul proceselor fotocatalitice.
- 5 articole ISI
- 6 comunicari la conferinte internationale


Echipa de cercetare:
• Dr. Eniko Gyorgy
• Dr. Angela Calota
• Dr. Iuliana Iordache
• Dr. Camelia Popescu
• PhD student Raluca Ivan





RESULTS

Publications:
[1] . R. Ivan, C. Popescu, S. Antohe, A. Pérez del Pino, C. Logofatu, E. György, Highly efficient iron oxide / reduced graphene oxide photocatalysts for organic molecules decomposition under visible light irradia-tion, submitted for publication;

Conference presentations:
[1] P. García Lebière, A. Pérez del Pino, E. György, C. Logofatu, G. Domènech Domingo, I. Martínez Rovira, I. Yousef, “Laser fabrication of hybrid electrodes composed of nanocarbon and transition metal oxides for supercapacitive energy storage”, Oral Presentaion, European Materials Research Society Conference – Spring Meeting, 31 May - 3 June 2021 Strassbourg, France;
[2] R. Ivan, E. György, S. Antohe, C. Popescu, A.P. del Pino, C. Logofatu “Fabrication of hybrid nanostructures by laser technique for removal of toxic organic compounds” Poster Presentation, 18th International Conference on Nanosciences & Nanotechnologies, 6 - 9 July 2021, Thessaloniki, Greece