Σταθεροποίηση σε κατιονικές ρητίνες για περιβαλλοντικές εφαρμογές

Χαλαστάρα, Κωνσταντίνα; Chalastara, Konstantina

dc.contributor.author	Χαλαστάρα, Κωνσταντίνα	el
dc.contributor.author	Chalastara, Konstantina	en
dc.date.accessioned	2015-08-31T12:25:51Z
dc.date.available	2015-08-31T12:25:51Z
dc.date.issued	2015-08-31
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/41136
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.10313
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ρητίνη	el
dc.subject	Περιβάλλον	el
dc.subject	Νανοσίδηρος	el
dc.subject	Εξασθενές χρώμιο	el
dc.subject	Φυτικά εκχυλίσματα	el
dc.subject	Resin	en
dc.subject	Environment	el
dc.subject	Polyphenol solutions	el
dc.subject	Hexavalent cromium	el
dc.subject	Nanoscale iron	el
dc.title	Σταθεροποίηση σε κατιονικές ρητίνες για περιβαλλοντικές εφαρμογές	el
dc.title	Fixation of nanoscale iron (nFe) on resin granules for environmental applications	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μεταλλουργία	el
heal.classification	Αποκατάσταση ρυπασμένων εδαφών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-03-27
heal.abstract	Αντικείμενο αυτής της διπλωματικής είναι η ανάπτυξη καινοτόμων νανοϋλικών, τα οποία να συνδυάζουν υψηλή δραστικότητα και αποτελεσματικότητα σε διάφορα είδη ανόργανων ρύπων, καθώς και καλές υδραυλικές ιδιότητες, με στόχο την αξιοποίησή τους ως πληρωτικό υλικό σε διάφορες διατάξεις επεξεργασίας νερών μέσω σταθερής κλίνης, π.χ. φίλτρα βιομηχανικής ή οικιακής χρήσης, περατά διαφράγματα επεξεργασίας ρυπασμένων υπόγειων ή επιφανειακών νερών, κ.ο.κ. Τα υλικά αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επεξεργασία υδάτων που περιέχουν διάφορα είδη ρύπων, όπως ανόργανους ή οργανικούς ρύπους που πρέπει να αναχθούν για να απομακρυνθούν αποτελεσματικά από τα ύδατα, π.χ. Cr(VI) που πρέπει να αναχθεί σε Cr(III). Στη παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η ενσωμάτωση νανοσωματιδίων σιδήρου σε πορώδη υλικά. Εξετάσθηκαν δύο είδη ρητινών με κατιονική ανταλλακτική ικανότητα η Dowex W50X2 και η Lewatit Monoplus SP112, έτσι ώστε να εξασφαλίζεται συνέργεια του υποστρώματος και των νανοσωματιδίων σιδήρου για την ταυτόχρονη απομάκρυνση κατιονικών ρύπων με προσρόφηση και ρύπων που απαιτούν αναγωγικές συνθήκες. Στη συνέχεια αξιολογήθηκε η αναγωγική τους ικανότητα για τον καθαρισμό ρυπασμένων υδάτων με εξασθενές χρώμιο. Η ενσωμάτωση νανοσωματιδίων σιδήρου στις κατιονικές ρητίνες πραγματοποιήθηκε αρχικά με την προσρόφηση τρισθενούς σιδήρου (Fe3+) στη ρητίνη (R-Feads). Στη συνέχεια η ρητίνη με τον προσροφημένο σίδηρο (R-Feads) αναμίχθηκε με αναγωγικό διάλυμα (φυτικά εκχυλίσματα/ διάλυμα γαλλικού οξέος) για την σύνθεση των νανοσωματιδίων σιδήρου (R-nFe). Με βάση τα αποτελέσματα του πρώτου κύκλου δοκιμών επιλέχθηκε η ρητίνη Dowex 50WX2 ως πορώδες υπόστρωμα και το γαλλικό οξύ για την αναγωγή του προσροφημένου Fe3+. Στην δεύτερη ενότητα δοκιμών μελετήθηκε η κινητική της αναγωγής του Cr(VI). Οι παράμετροι που εξετάσθηκαν ήταν το pH, η συγκέντρωση του Cr(VI) στο διάλυμα, η ποσότητα ρητίνης και η θερμοκρασία. Με βάση τα πειραματικά αποτελέσματα προσδιορίστηκε ότι η αναγωγή του Cr(VI) ακολουθεί κινητική πρώτης τάξης ως προς την συγκέντρωση του Cr(VI) και ως προς την ποσότητα της ρητίνης (δηλαδή την ποσότητα του ενσωματωμένου νανοσιδήρου) σε επαφή με το διάλυμα. Η ενέργεια ενεργοποίησης της αντίδρασης προσδιορίστηκε ίση με 33.24 kJ/mol, τιμή η οποία υποδεικνύει ότι το βραδύ στάδιο της αντίδρασης είναι η διάχυση μέσα από το πορώδες των σωματιδίων της ρητίνης.	el
heal.abstract	Zero valent iron (ZVI) is considered as a very efficient reagent and has been used for the remediation of contaminated natural waters or industrial effluents for a very wide spectrum of contaminants, both organics and inorganics. At nanoscale, ZVI effectiveness is strongly enhanced, but there are many difficulties in the management and final disposal of the resulting colloidal suspension. On the other hand, nZVI cannot be used for the treatment of contaminated water under flow conditions, e.g. through a permeable reactive barrier or a filter consisting of a permeable reactive bed. For this reason intense research has been recently initiated to obtain the fixation of nanoscale ZVI on the matrix of a permeable granular material. The objective of the research carried out in the framework of the Diploma thesis is to obtain the fixation of nZVI particles on the matrix of a resin and evaluate the performance of this composite material for the removal of Cr(VI) from contaminated waters. The experimental work was carried out in two phases. The first phase involved the comparison of two cationic resins: Lewatit Monoplus SP112 and Dowex 50WX2, for the adsorption of Fe(III), and four polyphenol solutions i.e. Green Tea extract, pomegranate juice, red wine and gallic acid, for the reduction of adsorbed iron to the elemental state, nFe(0). The second phase was focused to the investigation of Cr(VI) reduction kinetics using the nanoiron loaded resins. The experiments were carried out using the Dowex resin, which was treated with gallic acid for the reduction of adsorbed iron. The parameters investigated included solution pH, concentration of Cr(VI), amount of resin and temperature. It was found that the reduction of Cr(VI) follows first order kinetics with respect to Cr(VI) concentration and resin amount in the aqueous solution. The activation energy was determined equal to 33.24 kJ/mol. This value indicates that the slow step in the reaction is the diffusion of chromate ions through the porosity of resin particles to reach the incorporated nFe nanoparticles.	en
heal.advisorName	Παπασιώπη, Νυμφοδώρα	el
heal.committeeMemberName	Παπασιώπη, Νυμφοδώρα	el
heal.committeeMemberName	Ξενίδης, Άνθιμος	el
heal.committeeMemberName	Πασπαλιάρης, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών. Εργαστήριο Μεταλλουργίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	104 σ.
heal.fullTextAvailability	true