Abstract The NO2 gas is one of the by- products of incineration processes that is the main source of the atmospheric pollutants, So the removal of NO2 is essential for reducing the environmental contamination. In this study, the oxidation of NO2 and producing nitric acid by Mn based on LECA, (Mn/LECA), as a novel nanocatalyst was investigated in aqueous solution. The progress of the treatment reaction in a Semi-batch reactor (SBR) was monitored by conductometry. The Mn/LECA was prepared and characterized by Fourier Transform Infra-Red (FTIR) spectroscopy, Field emission scanning electron microscopy (FESEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), and Energy-Dispersive X-ray spectroscopy (EDX) techniques. The Box−Behnken design (BBD) was employed to optimize the operational variables, including the amounts of nanocatalyst, temperature, the concentration of NO2, and the time of reaction in NO2 oxidation. The graphical response surfaces were applied to obtain the optimal circumstances. The Analysis of variance (ANOVA) presented a great value of determination coefficient (R2 = 0.9945, R adj 2 = 0.9881 and R pred 2 = 0.969 ) and acceptable prediction second-order regression model. The highest efficacy in the oxidation of NO2 was 94.3%, at a primary temperature of 30 °C, amounts of Mn/LECA at 9 g/L, time of reaction at 60 min, and concentration of NO2 at 3 mg/L. The reusability and durability of the catalyst were good, and the oxidation efficiency of NO2 was 91 and 89.6% after 120 and 180 min, in second and third cycles, respectively.

中文翻译：

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使用基于轻质膨胀粘土骨料 (LECA) 的锰作为去除水环境中 NO2 污染物的原始催化剂

摘要 NO2气体是焚烧过程的副产物之一，是大气污染物的主要来源，因此去除NO2对于减少环境污染至关重要。在这项研究中，基于 LECA（Mn/LECA）作为一种新型纳米催化剂，在水溶液中研究了氧化 NO2 和生成硝酸。半间歇式反应器 (SBR) 中的处理反应进程通过电导测定法进行监测。Mn/LECA 的制备和表征通过傅里叶变换红外 (FTIR) 光谱、场发射扫描电子显微镜 (FESEM)、X 射线衍射 (XRD)、X 射线荧光 (XRF) 和能量色散 X-射线光谱 (EDX) 技术。Box-Behnken 设计 (BBD) 用于优化操作变量，包括纳米催化剂的量、温度、NO2 的浓度，以及 NO2 氧化反应的时间。应用图形响应面以获得最佳环境。方差分析 (ANOVA) 显示出很大的决定系数值（R2 = 0.9945，R adj 2 = 0.9881 和 R pred 2 = 0.969 ）和可接受的预测二阶回归模型。NO2 氧化的最高效率为 94.3%，初始温度为 30 °C，Mn/LECA 量为 9 g/L，反应时间为 60 分钟，NO2 浓度为 3 mg/L。催化剂的重复使用性和耐久性良好，在第2次和第3次循环120和180 min后NO2氧化效率分别为91%和89.6%。方差分析 (ANOVA) 显示出很大的决定系数值（R2 = 0.9945，R adj 2 = 0.9881 和 R pred 2 = 0.969 ）和可接受的预测二阶回归模型。NO2 氧化的最高效率为 94.3%，初始温度为 30 °C，Mn/LECA 量为 9 g/L，反应时间为 60 分钟，NO2 浓度为 3 mg/L。催化剂的重复使用性和耐久性良好，在第2次和第3次循环120和180 min后NO2氧化效率分别为91%和89.6%。方差分析 (ANOVA) 显示出很大的决定系数值（R2 = 0.9945，R adj 2 = 0.9881 和 R pred 2 = 0.969 ）和可接受的预测二阶回归模型。NO2 氧化的最高效率为 94.3%，初始温度为 30 °C，Mn/LECA 量为 9 g/L，反应时间为 60 分钟，NO2 浓度为 3 mg/L。催化剂的重复使用性和耐久性良好，在第2次和第3次循环120和180 min后NO2氧化效率分别为91%和89.6%。9 g/L 的 Mn/LECA 量、60 分钟的反应时间和 3 mg/L 的 NO2 浓度。催化剂的重复使用性和耐久性良好，在第2次和第3次循环120和180 min后NO2氧化效率分别为91%和89.6%。9 g/L 的 Mn/LECA 量、60 分钟的反应时间和 3 mg/L 的 NO2 浓度。催化剂的重复使用性和耐久性良好，在第2次和第3次循环120和180 min后NO2氧化效率分别为91%和89.6%。