Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Προσρόφηση Ni2+, As5+, Pb2+ σε τροποποιημένα με νανοσωλήνες άνθρακα βιοεξανθρακώματα από φλοιούς ρυζιού και λυματολάσπη

Toti Paraskevi

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής διατριβής μελετήθηκε αρχικά η παραγωγή απλών και τροποποιημένων με νανοσωλήνες άνθρακα βιοεξανθρακωμάτων, αλλά και ο χαρακτηρισμός τους, ούτως ώστε να διερευνηθεί η ικανότητά τους ως προσροφητικά υλικά. Χρησιμοποιήθηκαν δύο διαφορετικά είδη βιομάζας. Η μία χρησιμοποιούμενη βιομάζα ήταν οι φλοιοί ρυζιού (RH) και η δεύτερη η λυματολάσπη (SS). Για την τροποποίηση χρησιμοποιήθηκαν νανοσωλήνες άνθρακα δύο συγκεντρώσεων 0.1% και 1%, ενώ η πυρόλυση έλαβε χώρα σε δύο διαφορετικές θερμοκρασίες, 400oC και 600oC. Παράχθηκαν λοιπόν συνολικά 12 βιοεξανθρακώματα, 4 συμβατικά και 8 προηγμένα. Τα παραγόμενα βιοεξανθρακώματα χαρακτηρίστηκαν ως προς τις φυσικοχημικές τους ιδιότητες, δηλαδή ως προς την απόδοση, την τέφρα, τα πτητικά στερεά, το pH, την ηλεκτρική αγωγιμότητα, τη στοιχειακή ανάλυση. Ακόμη έγινε προσδιορισμός του σημείου μηδενικού φορτίου, της κατιοανταλλακτικής ικανότητας, της φαινόμενης πυκνότητας, των ολικών συγκεντρώσεων μετάλλων στα στερεά υλικά. Έγιναν επίσης, αναλύσεις όπως η μέτρηση της ειδικής επιφάνειας, η μέτρηση του ολικού οργανικού άνθρακα και η μέθοδος ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης. Από τις συγκεκριμένες αναλύσεις προέκυψε το συμπέρασμα ότι τα καλύτερα βιοεξανθρακώματα ως προς τις φυσικοχημικές τους ιδιότητες ήταν τα τροποποιημένα βιοεξανθρακώματα από φλοιούς ρυζιού των 600οC, με καλύτερο το RH_CNT1_600. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως οι κύριες παράμετροι που επιδρούσαν στα βιοεξανθρακώματα ήταν το είδος της βιομάζας και η θερμοκρασία πυρόλυσης, ενώ παράλληλα η τροποποίηση με νανοσωλήνες άνθρακα παρουσίασε κάποιες σημαντικές αλλαγές στην ειδική επιφάνεια του βιοεξανθρακώματος και αύξησε τις λειτουργικές θέσεις επιφανείας.Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκαν πειράματα κινητικής προσρόφησης τριών βαρέων μετάλλων, τα οποία ταυτόχρονα είχαν διαλυθεί σε νερό, χρησιμοποιώντας τα απλά και τα τροποποιημένα βιοεξανθρακώματα που παράχθηκαν. Συγκεκριμένα, τα πειράματα έδειχναν κατά πόσο τα εν λόγω βιοεξανθρακώματα είναι ικανά να απομακρύνουν το Ni2+, το As5+ και τον Pb2+ από υδατικό διάλυμα με χρόνους επαφής 5, 30 και 60 λεπτά. Με βάση τα αποτελέσματα των κινητικών πειραμάτων αποδείχθηκε πως όλα τα βιοεξανθρακώματα απομάκρυναν σε κάποιο βαθμό και τα τρία μέταλλα. Συγκεκριμένα στον Pb2+ σημειώθηκαν οι μεγαλύτερες απομακρύνσεις, >95% από τα πρώτα 5 λεπτά, στο Ni2+ παρατηρήθηκαν επίσης πολύ καλές απομακρύνσεις ενώ το As5+ είναι το μέταλλο που σημείωσε τις χαμηλότερες. Από τα αποτελέσματα φάνηκε πως το αρσενικό δεν είχε τόσο καλές απομακρύνσεις όσο τα άλλα δύο μέταλλα. Όσον αφορά στο νικέλιο, η απομάκρυνση από τα βιοξανθρακώματα φλοιών ρυζιού στα 60 λεπτά και για τις δύο θερμοκρασίες κυμάνθηκε από 82-98%, ενώ από αυτά της λυματολάσπης από 64-97%, με καλύτερο το RH_CNT0.1_600. Για το αρσενικό η απομάκρυνση κυμάνθηκε από 30-66% για τους φλοιούς ρυζιού και για τα αντίστοιχα της λυματολάσπης από 15-49%, με καλύτερο το RH_CNT0.1_600. Για τον μόλυβδο οι απομακρύνσεις των φλοιών ρυζιού των δύο θερμοκρασιών στα 60 λεπτά είναι 92-98% και για τη λυματολάσπη 94-99%, με καλύτερο ως προς τις συνολικές απομακρύνσεις το RH_CNT0.1_600.Ακόμη, πραγματοποιήθηκαν πειράματα έκπλυσης, ούτως ώστε να διαπιστωθεί η ενδεχόμενη έκπλυση των βαρέων μετάλλων που εμπεριέχονται στα βιοεξανθρακώματα στο υδατικό διάλυμα, αλλά τα αποτελέσματα των μετρήσεων σε όλα τα δείγματα το διέψευσαν.Τέλος, έγινε προσομοίωση των πειραματικών αποτελεσμάτων της προσρόφησης σε δύο κινητικά μοντέλα, ψευδο-1ης και ψευδο-2ης τάξης, ούτως ώστε να εντοπιστεί το μοντέλο που προσομοιάζει καλύτερα τα πειραματικά αποτελέσματα της κινητικής προσρόφησης που ακολούθησαν τα βιοεξανθρακώματα για το κάθε μέταλλο. Και τα τρία μέταλλα ακολούθησαν το κινητικό μοντέλο ψευδο-2ης τάξης, παρόλο που στην περίπτωση του μολύβδου και τα δύο μοντέλα περιέγραφαν με μεγάλη ακρίβεια την κινητική προσρόφησής του. Εφαρμόστηκε μη γραμμική παλινδρόμηση στα πειραματικά δεδομένα για τον υπολογισμό των παραμέτρων των μοντέλων.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες