Ηλεκτρολυτική παραγωγή Al από διαλύματα ιοντικών υγρών

Σπαθαριώτης, Στυλιανός; Spathariotis, Stylianos

dc.contributor.author	Σπαθαριώτης, Στυλιανός	el
dc.contributor.author	Spathariotis, Stylianos	en
dc.date.accessioned	2016-12-12T10:26:30Z
dc.date.available	2016-12-12T10:26:30Z
dc.date.issued	2016-12-12
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44118
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13710
dc.rights	Default License
dc.subject	Ηλεκτρόλυση	el
dc.subject	Αλουμίνιο	el
dc.subject	Ιοντικά υγρά	el
dc.subject	Διαλύματα αλουμινίου	el
dc.subject	ΒΜPTFSI	en
dc.subject	Ionic liquids	en
dc.subject	Electrolysis	en
dc.subject	Al(OTf)3	el
dc.subject	Aluminium	en
dc.subject	Aluminium salts	en
dc.title	Ηλεκτρολυτική παραγωγή Al από διαλύματα ιοντικών υγρών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μεταλλουργία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-10-20
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εργαστηριακή διερεύνηση μίας καινούργιας μεθόδου παραγωγής αλουμινίου, η οποία βασίζεται στην ηλεκτρανάκτηση του αλουμινίου από διάλυμα ιοντικού υγρού. Η βασική ιδέα που οδήγησε προς την κατεύθυνση αυτής της έρευνας, ήταν η αναζήτηση μίας μεθόδου που θα επιτρέψει την ανάκτηση του αλουμινίου από ένα μη υδατικό διάλυμα, σε χαμηλές θερμοκρασίες και σε συνθήκες περιβάλλοντος. Προφανώς, αναγκαία προϋπόθεση για την εφαρμογή αυτής της νέας μεθόδου, αποτελεί η επιτυχής ανάκτηση του αλουμινίου. Η εργασία αποτελείται από δύο τμήματα, το θεωρητικό υπόβαθρο και την πειραματική εργασία που πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Μεταλλουργίας του Ε.Μ.Π. Στο θεωρητικό μέρος αναλύεται η υπάρχουσα μέθοδος παραγωγής αλουμινίου, η οποία στηρίζεται στην ηλεκτρόλυση άνυδρης αλουμίνας σε τήγμα κρυόλιθου. Ωστόσο, το ενεργειακό κόστος αυτής της μεθόδου, σε συνδυασμό με τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της, ώθησαν την έρευνα στην προσπάθεια ανάκτησης του αλουμινίου από ιοντικά υγρά. Τα ιοντικά υγρά θεωρούνται πολλά υποσχόμενοι ηλεκτρολύτες για την ανάκτηση δραστικών μετάλλων, όπως το αλουμίνιο, λόγω του ευρείας ηλεκτροχημικής τους σταθερότητας, της χαμηλής τοξικότητας τους και των ανεπαίσθητων περιβαλλοντικών επιπτώσεων που προκαλούν Τέλος, παραθέτονται οι έρευνες μαζί με τα στοιχεία που έπαιξαν το σημαντικότερο ρόλο για τη διεξαγωγή της ερευνητικής μελέτης στη Διπλωματική Εργασία. Η πειραματική εργασία ξεκινάει με τον σχηματισμό διαλυμάτων από πρώτες ύλες που τις αποτελούσαν τόσο στερεά, όσο και υγρά υλικά. Στις στερεές πρώτες ύλες περιλαμβάνονται τα δύο άλατα αλουμινίου (Al(OTf)3 και AlCl3) που χρησιμοποιήθηκαν και στις υγρές, το ιοντικό υγρόBMPTFSI και το διάλυμα αιθανόλης. Ο χαρακτηρισμός των διαλυμάτων που σχηματίστηκαν από τη διάλυση των αλάτων στο ιοντικό υγρό περιελάμβανε: χημική ανάλυση, μετρήσεις πυκνότητας, μετρήσεις ιξώδους και αγωγιμότητας, λήψη φάσματος υπέρυθρης φασματοσκοπίας και κυκλική βολταμετρία. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα που λήφθηκαν, καθορίστηκαν οι παράμετροι των πειραμάτων ηλεκτρόλυσης που πραγματοποιήθηκαν σε κελί δύο χώρων, με καθολύτη το διάλυμα BMPTFSI / Al(OTf)3και ανολύτη το διάλυμα αιθανόλης / AlCl3. Μετά το πέρας των πειραμάτων αυτών, η κάθοδος του ηλεκτρολυτικού κελιού παρατηρήθηκε στο Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Σάρωσης (Scanning Electron Microscope).	el
heal.abstract	The objective of the present thesis is the investigation of a new method for the aluminium production, using ionic liquids. The basic idea behind the direction of this research was to find a method that will allow the recovery of aluminium from a non-aqueous solution at low temperatures and ambient conditions. Obviously, the efficiency of electrolysis for the recovery of aluminium from the ionic liquid is a prerequisite for the implementation of this new method. The study consists of two parts, the theoretical background and the whole process in itself that was realized in the laboratory of Metallurgy of the National Technical University of Athens. In the theoretical part is analysed the present aluminium production process, which is based on the electrolysis of aluminium oxide (Al2O3) in molten cryolite. However, the energy cost in combination with the environmental impact has impelled the research towards the recovery of aluminium using ionic liquids. The ionic liquids are considered to be the most promising possible extracting agents studied over the last years, due to their low toxicity and the imperceptible environmental impact they cause. Ionic liquids are remarkable solvents because of their properties, such as their significant solvating action, the low melting point and low vapor pressure. Finally, we cite all the investigations and the elements that played the most important role for the conduct of the whole research that follows. The experimental process begins with the dissolution of the solid raw materials into the liquids used. The solid raw materials are the aluminium salts Al(OTf)3 and AlCl3 and the liquid ones, the ionic liquid BMPTFSI and the ethanol solution. The characterization of the solutions was made through: chemical analysis, density measurement, viscosity and conductivity measurements, FTIR analysis, cyclic voltammetry. The results of the above measurements determined the parameters for the electrolysisexperiments. The experiments took place in a two compartment cell using Al(OTf)3 – BMPTFSI as catholyte and the AlCl3 – ethanol as anolyte. Finally the cathode was sent to SEM for observation.	en
heal.advisorName	Πάνιας, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Πάνιας, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Καραντώνης, Αντώνης	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	89 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true