Μελέτη ενεργοποιημένων επιφανειών λιγνιτικής τέφρας με τιτανία στην απορρύπανση υγρών αποβλήτων

Βολιώτη, Μαρία; Volioti, Maria

dc.contributor.author	Βολιώτη, Μαρία	el
dc.contributor.author	Volioti, Maria	en
dc.date.accessioned	2016-07-15T10:06:24Z
dc.date.available	2016-07-15T10:06:24Z
dc.date.issued	2016-07-15
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43129
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.5190
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Λιγνιτική τέφρα	el
dc.subject	Διοξείδιο του τιτανίου	el
dc.subject	Προσρόφηση	el
dc.subject	Φωτοκατάλυση	el
dc.subject	Απορρύπανση υγρών αποβλήτων	el
dc.subject	Lignite ash	en
dc.subject	Titanium dioxide	en
dc.subject	Adsorption	en
dc.subject	Photocatalysis	en
dc.subject	Wastewater treatment	en
dc.title	Μελέτη ενεργοποιημένων επιφανειών λιγνιτικής τέφρας με τιτανία στην απορρύπανση υγρών αποβλήτων	el
dc.title	Study of immobilized lignite ashes surfaces with TiO2 for wastewater treatment	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Επιστήμη Υλικών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-02-24
heal.abstract	Η διαχείριση των τεράστιων ποσοτήτων παραπροϊόντων από την καύση λιγνίτη που προκύπτουν ετησίως κατά την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας αποτελεί σήμερα ένα σημαντικό περιβαλλοντικό πρόβλημα. Στην προσπάθεια αναζήτησης διαφόρων χρήσεων της λιγνιτικής τέφρας, μεταξύ άλλων, διερευνάται και η δυνατότητα αξιοποίησής της σε περιβαλλοντικές εφαρμογές, όπως για παράδειγμα ως προσροφητικό υλικό χαμηλού κόστους σε διεργασίες απορρύπανσης. Πιο συγκεκριμένα, λόγω της χημικής της σύστασης και των φυσικών ιδιοτήτων της, η λιγνιτική τέφρα έχει δοκιμαστεί επιτυχώς για την απομάκρυνση διαφόρων ειδών ρύπων (π.χ. βαρέα μέταλλα, οργανικοί ρύποι κ.ά.) από υγρά απόβλητα, αλλά παράλληλα μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε εφαρμογές κατάλυσης, δρώντας είτε ως ομογενής ή ετερογενής καταλύτης η ίδια, είτε ως υπόστρωμα καταλύτη, λόγω αυξημένης θερμικής σταθερότητας. Αντικείμενο της συγκεκριμένης μεταπτυχιακής εργασίας αποτελεί η μελέτη και η διερεύνηση της εφαρμογής επιφανειακά ενεργοποιημένων λιγνιτικών τεφρών με διοξείδιο του τιτανίου στην απορρύπανση υγρών αποβλήτων. Το διοξείδιο του τιτανίου αποτελεί τον πλέον μελετημένο και χρησιμοποιούμενο ημιαγωγό καταλύτη στην ετερογενή φωτοκατάλυση, εξαιτίας των πλεονεκτημάτων που επιδεικνύει ως υλικό, όπως είναι η ευκολία παρασκευής του, η σταθερότητά του, η βιολογική και χημική του αδράνεια και το χαμηλό του κόστος. Η εργασία χωρίζεται σε τρία διακριτά μέρη. Το πρώτο μέρος (θεωρητικό μέρος) εξετάζει γενικά στοιχεία για τις λιγνιτικές τέφρες και το διοξείδιο του τιτανίου, τα φυσικοχημικά τους χαρακτηριστικά και τις εφαρμογές τους. Το μέρος αυτό αποσκοπεί, επιπλέον, στην κατανόηση των βασικών αρχών και παραμέτρων της διεργασίας της προσρόφησης και του φαινομένου της ετερογενούς φωτοκατάλυσης. Αντίστοιχα, στο δεύτερο μέρος (πειραματικό μέρος) αρχικά παρατίθενται τα στοιχεία της πρώτης ύλης και η διαδικασία με την οποία έχουν προκύψει ως προϊόντα ενεργοποιημένες λιγνιτικές τέφρες. Έπειτα περιγράφεται η πειραματική διαδικασία που ακολουθήθηκε για την αξιολόγηση της συμπεριφοράς των δειγμάτων αυτών, η οποία, πιο συγκεκριμένα, περιλαμβάνει φασματοφωτομετρικό έλεγχο της απορρόφησης δύο χρωστικών σε υδατικά τους διαλύματα, συναρτήσει του χρόνου, υπό συνθήκες ορατής ή υπεριώδους ακτινοβολίας. Στη συνέχεια παρουσιάζονται και σχολιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα και ακολουθεί η μελέτη της εφαρμογής των αποδοτικότερων δειγμάτων σε πραγματικό βιομηχανικό απόβλητο. Στο τρίτο και τελευταίο μέρος, συνοψίζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν και παρουσιάζονται προοπτικές για περαιτέρω έρευνα. Από την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων διαπιστώθηκε ότι ο συνδυασμός των λιγνιτικών τεφρών με το διοξείδιο του τιτανίου και η συνεργατική τους δράση ενισχύει το τελικό ενεργοποιημένο υλικό. Ειδικότερα, κατά την πειραματική διαδικασία λαμβάνει χώρα συνδυαστική διεργασία που περιλαμβάνει τα φαινόμενα προσρόφησης και φωτοαποικοδόμησης. Η απόδοση και η αποτελεσματικότητα που επιτυγχάνεται μεταβάλλεται συναρτήσει του ρύπου – στόχου, των συνθηκών ακτινοβόλησης και λοιπών παραμέτρων της εφαρμογής, όπως είναι η τιμή του pH αλλά και άλλοι παράγοντες που στο πλαίσιο βελτιστοποίησης της εφαρμογής απαιτούν περαιτέρω διερεύνηση.	el
heal.abstract	The management of the massive quantities of lignite combustion by-products, produced in the thermal power plants during electricity generation, is nowadays a serious environmental problem. In an effort to find new ways of utilization, lignite ash is investigated as an attractive material for environmental applications. An example would be its utilization as a low-cost adsorbent in wastewater treatment. More specifically, due to its chemical composition and physical properties, lignite ash has been successfully tested for the removal of various types of pollutants (heavy metals, organic pollutants, etc.) from wastewater. Furthermore, fly ash and bottom ash can be used in applications of catalysis, either as catalysts, or as catalyst support as a result of the increased thermal stability. The present study investigates the possibility of the utilization of lignite ashes in wastewater cleaning after surface activation with titanium dioxide. TiO2 is the most commonly used semiconductor catalyst in heterogeneous photocatalysis with significant advantages, such as stability, biological and chemical inertness, ease of preparation and low cost. This thesis is divided into three distinct parts. The first part (theory) contains general information about lignite ashes and titanium dioxide, their physicochemical characteristics and applications. This part also aims at understanding the basic principles and parameters of adsorption and heterogeneous photocatalysis phenomena. Correspondingly, in the second part (experimental), initially, the raw material properties and the activation process are described. Moreover, the experimental procedure followed is presented, which includes the evaluation of the samples through spectrophotometry measurements of the absorption of two dyes in aqueous solutions, as a function of time, under visible or UV irradiation. Subsequently, the discussion and evaluation of the results are followed by the application of the most efficient samples on real industrial wastewater. In the third and final part, the conclusions of this study are summarized and perspectives for further research are recommended. The experimental measurements and data showed that the combination of lignite ashes with TiO2 and their synergistic effect enhance the properties and the behaviour of the activated materials. It was concluded that during the experiments a combined process takes place, which includes both adsorption and photodegradation. It was found as well that, the efficiency accomplished depends on the pollutant and the irradiation type and several operating conditions, such as the solution pH and other parameters that have to be further investigated in order to achieve the optimum removal.	en
heal.advisorName	Μουτσάτσου, Αγγελική	el
heal.committeeMemberName	Παυλάτου, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Τσετσέκου, Αθηνά	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	142 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true