
Green technology for pharmaceuticals removal from water using eco-friendly oxidation catalysts
PN-III-P2-2.1-PED-2019-3166/299PED
Tehnologie verde pentru eliminarea compusilor farmaceutici din apa utilizand catalizatori pentru oxidare prietenosi cu mediul
Project Manager: Lecturer dr. Avramescu Sorin Marius
> University of Bucharest, Research Center for Environmental Protection and Waste Management (UB-PROTMED), 050095, Bucharest, Romania
> National Institute for Research & Development in Chemistry and Petrochemistry-ICECHIM Bucharest, 060021 Bucharest, Romania; Responsible project Partner 1: Dr. Habil. Irina Fierascu
> Research-Development Institute for Environmental Protection Technologies and Equipment- ICPE Bistrita, 420035, Bistrița, Bistriţa-Năsăud, Romania; Responsible project Partner 2: Dr. ing. Sorin Ulinici
Implementation period: 03/08/2020-03/08/2022
Overview/Prezentare generala
.Abstract
Catalytic ozonation is a highly efficient process for removing the most resistant organic pollutants from water and is a key process in wastewater treatment. Improving this technology in order to comply with green chemistry challenges is an important goal purification industry. Catalysts are the core of the process and, in the last decade, numerous studies and patents proposed a large range of materials for better ozone transformation into hydroxyl radicals and performing complete oxidation of the organic substrate. This project proposes a new and innovative class of ozonation catalysts with a morphology that assures an easy contact of ozone and pollutants with solid surface (thin-films) and green and cheaper technology for catalyst preparation using plant extracts instead of harmful chemical reagents (borohydride and organic solvents)
Project Objective
The project objective is to obtain a new water treatment technology for NSAIDs removal based on the catalytic ozonation process with photosynthesized catalytic systems arranged in the form of thin films deposited on a glass substrate. The specific objectives of the present projects are 1) synthesis and characterization of phytosynthesized oxidic nanostructures for further utilization as catalysts; 2) obtaining catalytic systems arranged in the form of thin films deposited on a glass substrate, 3) demonstration of the treatment efficiency of the obtained nanostructures for NSAIDs removal (Paracetamol and Ibuprofen), 4) validation of the proposed technologies (obtaining materials and purification alternatives) at laboratory scale and via third parties by subcontracting.
Estimated results
Technology for preparation of phytosynthesized catalytic thin-filmsTechnology foe wastewater treatment using phytosynthesized catalytic thin-films
Rezumat
Ozonizarea catalitică este un proces extrem de eficient pentru îndepărtarea celor mai recalcitranti poluanți organici din ape și reprezinta un proces cheie în tratarea apelor uzate. Îmbunătățirea acestor tehnologii pentru a răspunde provocărilor chimiei ecologice este un obiectiv important al industriei de tratare a apelor. Catalizatorii sunt componentul principal al procesului și, în ultimul deceniu, numeroase studii și brevete au propus o gamă largă de materiale pentru o mai bună transformare a ozonului în radicali hidroxil și pentru a efectua oxidarea completă a substratului organic. Acest proiect propune o clasă nouă și inovatoare de catalizatori pentru ozonizare cu o morfologie care asigură un contact ușor de ozon și poluanți cu suprafața solidă (pelicule subțiri) și o tehnologie verde si mai ieftina pentru prepararea catalizatorilor folosind extracte de plante în loc de reactivi chimici nocivi (borohidrura, solventi organici, etc.).
Obiectivul proiectului
Obiectivul general al proiectului este de a propune o noua tehnologie de tratare a apei pentru îndepărtarea medicamentelor antiinflamatoare nesteroidiene (NSAID) bazată pe procesul de ozonizare catalitică prin sisteme catalitice bazate pe nanostructuri oxidice fitosintetizate depuse sub formă de pelicule subțiri pe un substrat de sticlă, nanostructuri obținute cu ajutorul extractelor din flora autohtona. Pentru realizarea obiectivului general, obiectivele specifice ale proiectului sunt: 1) sinteza și caracterizarea de nanostructuri oxidice fitosintetizate pentru utilizarea ulterioară ca si catalizatori; 2) obținerea sistemelor catalitice dispuse sub formă de pelicule subțiri depuse pe un substrat de sticlă, 3) demonstrarea eficienței de tratament a nanostructurilor obținute pentru îndepărtarea medicamentelor antiinflamatoare nesteroidiene (Paracetamol și Ibuprofen), 4) validarea tehnologiilor propuse (obținerea materialelor și solutia de depoluare) la scară de laborator și prin subcontractare prin terta parte.
Rezultatele estimate
Tehnologie de fitosinteza a unor sisteme catalitice de tipul filmelor subtiri
Tehnologie de tratare a apelor uzate prin ozonizare utilizand sistemele catalitice preparate

Project development / Derularea proiectului
Aici începe textul. Apăsați aici și începeți să scrieți. Illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae dicta sunt explicabo nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit aspernatur aut.
Project phases
Development of laboratory protocols and preliminary tests for the development of innovative wastewater treatment technology. Dissemination of the results and evolution of the project on various platforms.
Deployment period: 03/08/2020 - 31/12/2020
Optimization of thin film preparation technology and laboratory technology for the treatment of organic pollutants by oxidative processes.
Deployment period: 01/01/2021 - 31/12/2021
Validation
of laboratory technology
Deployment period: 01/01/2022 - 03/08/2022
Fazele proiectului
Elaborarea de protocoale de laborator și teste preliminare pentru elaborarea tehnologiei inovatoare de tratare a apelor reziduale. Diseminarea rezultatelor și a evolutiei proiectului pe diverse platforme.
Perioada de implementare
: 03/08/2020 - 31/12/2020
Optimizarea tehnologiei de preparare a filmelor subțiri și a tehnologiei de laborator pentru tratarea poluanților organici prin procese oxidative.
Perioada de implementare
: 01/01/2021 - 31/12/2021
Validarea tehnologiei de laborator.
Perioada de implementare: 01/01/2022 - 03/08/2022
Preliminary results/Rezultate preliminare
The project was presented at inventions and innovations exhibitions, with the following results:
International Exhibition of Inventions and Innovations "Traian
Vuia", 2020, Timisoara (silver medal)
International Exhibition of Research, Innovations, and Inventions
- ProInvent 2020, Cluj-Napoca
Contribution of the ICECHIM partner to the dissemination of
the results are materialized through:
1. Participation in scientific events:
XVIth International Symposium "Priorities of Chemistry for a
Sustainable Development" PRIOCHEM XVI, October 28-30, 2020
2. Publication in scientific journals:
Iron Oxide/Phosphatic Materials Composites with Potential Applications in Environmental Protection, Georgiana Cornelia Ispas, Raluca Manea, Roxana Ioana Brazdis, Anda Maria Baroi, Toma Fistos, Radu Claudiu Fierascu, Monica Florentina Raduly, Materials 2020, 13, 5034; doi:10.3390/ma13215034
Etapa II/2021
Optimizarea tehnologiei de preparare a filmelor subțiri și a tehnologiei de laborator de tratare a poluanților organici prin procese oxidative.

Obtinerea extractelor
În cadrul experimentelor
derulate în cadrul proiectului s-a utilizat un
sistem de extracție cu microunde de tip Ethos Sel (Milestone) cu vase închise
unde
controlul temperaturii se face cu
ajutorul unui senzor introdus într-unul din vasele de reacție

Setarea programului de extractie

Materialul vegetal supus extracției:
Frunze culese în stare verde (august): foliole (a) si rahis + pețiol (b); Frunze culese în stare rosie (octombrie): foliole (c) si rahis + pețiol (d), Semințele de otetar (e); Ciorchinele care sustine semințele de otetar (f)

Părțile componente
ale fructului de nuc (pericarp exterior, pericarp interior și miez) utilizate in
studiu

Codificarea părților componente
incluse în studiu

Compozitia normalizata a
extractelor obtinute pe baza de etanol si
metanol

Caracterizare nanoparticule de Au obtinute cu ajutorul extractelor din radacina de
Nymphaea alba

Configuratie experimentala pentru procesele de ozonare fotocatalitica

Evoluția concentrației normalizate de paracetamol în timpul procesului de oxidare
Indicatori
de performata realizati in etapa 2
Lucrari ISI
- Ghinea, I. O.; Ionica Mihaila, M. D.; Blaga, G. V.; Avramescu, S. M.; Cudalbeanu, M.; Isticioaia, S. F.; Dinica, R. M.; Furdui, B., Hplc-dad polyphenolic profiling and antioxidant activities of sorghum bicolor during germination. Agronomy 2021, 11 (3).
- Cudalbeanu, M.; Peitinho, D.; Silva, F.; Marques, R.; Pinheiro, T.; Ferreira, A. C.; Marques, F.; Paulo, A.; Soeiro, C. F.; Sousa, S. A.; Leitão, J. H.; Tăbăcaru, A.; Avramescu, S. M.; Dinica, R. M.; Campello, M. P. C., Sono-biosynthesis and characterization of aunps from danube delta nymphaea alba root extracts and their biological properties. Nanomaterials 2021, 11 (6).
- Fierascu, I.; Fierascu, R.C.; Ungureanu, C.; Draghiceanu, O.A.; Soare, L.C. Application of Polypodiopsida Class in Nanotechnology-Potential towards Development of More Effective Bioactive Solutions. Antioxidants 2021, 10, 748. https://doi.org/10.3390/ antiox10050748
Targuri si expozitii
- Participare Euroinvent 2021: Green technology for pharmaceuticals removal from water using eco-friendly oxidation catalysts, Irina Fierascu, Radu Claudiu Fierascu, Sorin Marius Avramescu, Sorin Claudiu Ulinici - medalie de argint
- Participare 2021 Kaohsiung International Invention & Design EXPOTaiwan - 2-6 decembrie 2021

