journal article·2023-12Open access

A Thermocatalytic Ceramic Membrane by Perovskite Incorporation in the Alumina Framework

Martin Bonderup Østergaard, Andreas Veis, Francesca Deganello, Vittorio Boffa, Mads Koustrup Jørgensen

Advanced Materials Interfaces· Volume 10· Issue 34

Abstract

Abstract Access to clean water is limited by the increasing amount of persistent organic pollutants (POPs), since current methods fail to remove POPs completely. Therefore, new treatment technologies of surface water and wastewater are needed. In this study, two treatment methods are combined in one step, i.e., membrane filtration and thermocatalytic chemical oxidation of POPs. A perovskite‐type catalyst with formula Sr0.85Ce0.15FeO3‐δ (SCF) is incorporated into an alumina membrane using a simple two‐step heat treatment to minimize any chemical reaction of the catalytic active perovskite with alumina. First, a sintering process under inert atmosphere, then, a heat‐treatment under oxidative conditions to oxidize the iron species in the perovskite structure. The well‐known thermocatalytic properties of SCF make the membrane thermocatalytic and thus able to degrade pollutants under dark conditions without addition of oxidants. The SCF content in the membrane is varied between 0 and 15 wt% to explore the change in membrane properties. Results demonstrate that the thermocatalytic membranes have great potential for continuous membrane filtration and simultaneous degradation of POPs. When considering methyl orange, up to 100% removal is obtained at room temperature, whereas up to 93% of bisphenol A is removed at temperatures approaching 60 °C.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Zeolite Catalysis and Synthesis · Catalytic Processes in Materials Science · Advanced Photocatalysis Techniques

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Center for Membrane Technology Department of Chemistry and Bioscience Aalborg University Aalborg East DK‐9220 Denmark

Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR‐ISMN) Via Ugo La Malfa 153 Palermo 90146 Italy

Funding

Villum Fonden

References (60)

Show source-provided references
1. 10.1016/j.jenvman.2016.07.09010.1016/j.jenvman.2016.07.090 ↗
2. 10.1126/science.112729110.1126/science.1127291 ↗
3. 10.1016/j.desal.2008.03.02010.1016/j.desal.2008.03.020 ↗
4. 10.1016/j.cej.2017.11.04410.1016/j.cej.2017.11.044 ↗
5. 10.1007/s40726-019-00110-x10.1007/s40726-019-00110-x ↗
6. 10.1016/j.scitotenv.2013.05.03410.1016/j.scitotenv.2013.05.034 ↗
7. 10.1021/es400708w10.1021/es400708w ↗
8. 10.1007/s40726-015-0015-z10.1007/s40726-015-0015-z ↗
9. 10.1016/j.scitotenv.2019.06.44310.1016/j.scitotenv.2019.06.443 ↗
10. 10.1016/j.watres.2011.10.03710.1016/j.watres.2011.10.037 ↗
11. 10.1016/j.seppur.2014.02.01610.1016/j.seppur.2014.02.016 ↗
12. Lee A. · Environ Sci. · 2016 · 2 · 17
13. 10.1016/j.ceramint.2014.03.13410.1016/j.ceramint.2014.03.134 ↗
14. 10.1111/j.1551-2916.2006.01165.x10.1111/j.1551-2916.2006.01165.x ↗
15. 10.1016/j.cej.2021.12882610.1016/j.cej.2021.128826 ↗
16. 10.1016/j.memsci.2020.11823810.1016/j.memsci.2020.118238 ↗
17. 10.1016/j.memsci.2008.03.04210.1016/j.memsci.2008.03.042 ↗
18. 10.1016/j.cej.2016.09.12710.1016/j.cej.2016.09.127 ↗
19. 10.1021/ja102712j10.1021/ja102712j ↗
20. 10.1016/j.memsci.2006.09.03410.1016/j.memsci.2006.09.034 ↗
21. 10.1016/j.matlet.2005.06.05310.1016/j.matlet.2005.06.053 ↗
22. 10.1016/S0955-2219(03)00643-510.1016/S0955-2219(03)00643-5 ↗
23. 10.1007/BF0054068310.1007/BF00540683 ↗
24. 10.1016/j.ceramint.2009.03.03710.1016/j.ceramint.2009.03.037 ↗
25. 10.1016/j.jeurceramsoc.2008.07.00310.1016/j.jeurceramsoc.2008.07.003 ↗
26. 10.1016/j.ceramint.2021.12.08610.1016/j.ceramint.2021.12.086 ↗
27. 10.1016/j.jhazmat.2021.12547810.1016/j.jhazmat.2021.125478 ↗
28. 10.1016/j.cis.2020.10220710.1016/j.cis.2020.102207 ↗
29. 10.1016/j.apcatb.2023.12244010.1016/j.apcatb.2023.122440 ↗
30. 10.1016/j.memsci.2005.06.04210.1016/j.memsci.2005.06.042 ↗
31. 10.1016/j.micromeso.2019.10979710.1016/j.micromeso.2019.109797 ↗
32. 10.1021/acsami.0c0255210.1021/acsami.0c02552 ↗
33. 10.1038/s41565-022-01074-810.1038/s41565-022-01074-8 ↗
34. 10.1016/j.memsci.2021.12020910.1016/j.memsci.2021.120209 ↗
35. 10.1016/j.watres.2019.11511010.1016/j.watres.2019.115110 ↗
36. 10.1016/j.jece.2020.10404310.1016/j.jece.2020.104043 ↗
37. 10.1016/j.apcatb.2005.09.01210.1016/j.apcatb.2005.09.012 ↗
38. 10.1016/j.jwpe.2022.10294110.1016/j.jwpe.2022.102941 ↗
39. 10.1016/j.jssc.2006.06.02710.1016/j.jssc.2006.06.027 ↗
40. 10.1016/j.jece.2021.10674910.1016/j.jece.2021.106749 ↗
41. 10.1016/j.apcatb.2017.02.00710.1016/j.apcatb.2017.02.007 ↗
42. 10.1038/s41545-020-00082-210.1038/s41545-020-00082-2 ↗
43. 10.1016/j.ceramint.2020.11.02910.1016/j.ceramint.2020.11.029 ↗
44. 10.1016/j.ceramint.2019.12.00610.1016/j.ceramint.2019.12.006 ↗
45. 10.1080/19443994.2015.101833310.1080/19443994.2015.1018333 ↗
46. 10.1111/j.1551-2916.2006.01037.x10.1111/j.1551-2916.2006.01037.x ↗
47. 10.1023/A:100479260552810.1023/A:1004792605528 ↗
48. 10.1002/slct.20190483810.1002/slct.201904838 ↗
49. 10.1016/j.seppur.2023.12338210.1016/j.seppur.2023.123382 ↗
50. 10.1016/S0011-9164(97)00118-510.1016/S0011-9164(97)00118-5 ↗
51. 10.1016/S0376-7388(99)00221-510.1016/S0376-7388(99)00221-5 ↗
52. 10.1016/j.memsci.2015.05.00310.1016/j.memsci.2015.05.003 ↗
53. 10.1016/j.cej.2020.12830710.1016/j.cej.2020.128307 ↗
54. 10.1016/j.memsci.2020.11828110.1016/j.memsci.2020.118281 ↗
55. 10.1016/j.memsci.2021.11912110.1016/j.memsci.2021.119121 ↗
56. 10.1039/D3RA03404F10.1039/D3RA03404F ↗
57. 10.3390/catal1203026510.3390/catal12030265 ↗
58. 10.1107/S002188981300353110.1107/S0021889813003531 ↗
59. 10.1038/nmeth.201910.1038/nmeth.2019 ↗
60. 10.1016/j.dyepig.2020.10874310.1016/j.dyepig.2020.108743 ↗