Ενσωμάτωση νανοσιδήρου σε πολυμερική μήτρα για την επεξεργασία ρυπασμένων υδάτων

Βαρουξάκη, Αλεξία-Κατερίνα; Varouxaki, Alexia-Katerina

dc.contributor.author	Βαρουξάκη, Αλεξία-Κατερίνα	el
dc.contributor.author	Varouxaki, Alexia-Katerina	en
dc.date.accessioned	2018-10-08T07:54:30Z
dc.date.available	2018-10-08T07:54:30Z
dc.date.issued	2018-10-08
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47726
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15876
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ρητίνη	el
dc.subject	Νανοσίδηρος	el
dc.subject	Περιβάλλον	el
dc.subject	Εξασθενές χρώμιο	el
dc.subject	Φυτικά εκχυλίσματα	el
dc.subject	Resin	en
dc.subject	Nanoscale iron	en
dc.subject	Environment	en
dc.subject	Hexavalent chromium	en
dc.subject	Polyphenol solutions	en
dc.title	Ενσωμάτωση νανοσιδήρου σε πολυμερική μήτρα για την επεξεργασία ρυπασμένων υδάτων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Περιβαλλοντική μηχανική	el
heal.classification	Environmental engineering--Handbooks, manuals, etc.	en
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/df16e4f70a884dc97964f904cf22530794c9184f
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh2008119729
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	18-07-18
heal.abstract	Στην συγκεκριμένη διπλωματική εργασία μελετήθηκε η δράση των νανοσωματιδίων σιδήρου ενσωματωμένα σε μια πορώδη μήτρα κατιονικής ρητίνης, κατάλληλων για την επεξεργασία και την απορρύπανση των υδάτων. Τα νανοϋλικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο για την επεξεργασία των υδάτινων πόρων που περιέχουν ανόργανους ρύπους, όσο και για εκείνα που περιέχουν οργανικούς. Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκε στοιχειακός σίδηρος σε νανοκλίμακα. Αυτός παρουσιάζει ιδιότητες, όπως η μεγάλη ειδική επιφάνεια, το μικρό μέγεθος και η υψηλή δραστικότητα οι οποίες τον καθιστούν πιο χρήσιμο και αποτελεσματικό συγκριτικά με τον στοιχειακό σίδηρο. Παρ’ όλα αυτά, για να εξαληφθεί το μειονέκτημα της περιορισμένης κινητικότητάς του, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος ενσωμάτωσής του σε πορώδες υλικό. Σε αυτή τη μελέτη αξιολογήθηκε η ενσωμάτωση των νανοσωματιδίων σιδήρου (nano Zero Valent Iron, nZVI) σε πορώδη μήτρα με τη χρήση περιβαλλοντικά φιλικής τεχνολογίας. Η αποτελεσματικότητα αυτού του υλικού αξιολογήθηκε με τον καθαρισμό ρυπασμένων νερών με εξασθενές χρώμιο. Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε σαν πορώδες υπόστρωμα η ισχυρά κατιονική ρητίνη Amberlyst 15 Η+ . Στην μήτρα της ρητίνης πραγματοποιήθηκε η προσρόφηση τρισθενούς σιδήρου (R-Fe), ενώ στη συνέχεια ακολούθησε η αναγωγή του τρισθενούς σιδήρου σε στοιχειακό με τη χρήση εκχυλίσματος πράσινου τσαγιού. Διαπιστώθηκε πως οι πολυφαινόλες που περιέχονται στο εκχύλισμα του πράσινου τσαγιού, παρά το μεγάλο μέγεθός τους, είναι σε θέση να διεισδύσουν εντός της μακροπορώδους μήτρας της ρητίνης και έτσι να επιτευχθεί η αναγωγή του τρισθενούς σιδήρου Fe(III) στην στοιχειακή του κατάσταση Fe(0). Η αποτελεσματικότητα του σύνθετου αυτού υλικού στην αποκατάσταση ρυπασμένων υδάτων που περιέχουν Cr(VI) αξιολογήθηκε με τη διεξαγωγή δοκιμών παρτίδας. Στα πειράματα αναγωγής οι κύριες παράμετροι που μελετήθηκαν ήταν τα διαφορετικά κοκκομετρικά κλάσματα του υλικού, η ποσότητα της ρητίνης, η συγκέντρωση του εξασθενούς χρωμίου Cr(VI) στο διάλυμα, οι στροφές ανάδευσης στον επωαστήρα, η συγκέντρωση των νανοσωματιδίων σιδήρου nZVI, το pH και τέλος η αντοχή του R-nZVI σε 9 κύκλους αναγέννησης και επαναχρησιμοποίησης. Διαπιστώθηκε ότι η αναγωγή του Cr(VI) ακολουθεί κινητική πρώτης τάξης ως προς τη συγκέντρωση Cr(VI) και ως προς τη συγκέντρωση του nZVI ανα λίτρο διαλύματος. Η κινητική σταθερά κυμαίνεται μεταξύ 0,5 10-3 και 8 10-3 min-και ανά mM nZVI για τιμές pH από 3,5 έως 7,5.	el
heal.abstract	The objective of the present study was to obtain the action of nanoparticles, which are suitable for the treatment and decontamination of groundwater. These nanomaterials can be used both for the treatment of water pores containing inorganic pollutants as well as for those containing organic matter. In the present study elemental iron was used in nanoscale. It has properties such as its large surface area, its small size and its high reactivity, making it more useful and effective than elemental iron. However, in order to overcome the disadvantage of its limited mobility, a method of incorporating it into a porous material was used. This study evaluated the stabilization of iron nanoparticles (nano Zero Valent Iron, nZVI) in environmentally friendly polymeric matrix as well as the effectiveness of this material for the treatment of hexavalent chromium Cr (VI) in contaminated waters. In particular, the strong cationic macromolecular resin Amberlyst 15 H+ was used as a porous substrate, in which matrix ferric adsorption (R-Fe) was performed, followed by the reduction of this trivelent iron by using the green tea extract as reducing agent. It has been found that the polyphenols contained in the green tea extract, despite their large size, are able to penetrate into the macroporous matrix of the resin and thus achieve the trivelent Fe (III) iron reduction in its elemental Fe (0). The effectiveness of this composite material in restoring contaminated waters containing Cr (VI) was assessed by conducting batch tests. In the reduction experiments, the main parameters studied were the different granulometric fractions of the material, the amount of the resin, the concentration of hexavalent chromium Cr (VI) in the solution, the stirring speed in the incubator, the concentration of nZVI iron nanoparticles, pH and finally the resistance of R-nZVI in 9 cycles of reuse. It was found that Cr (VI) reduction follows first order kinetics with respect to Cr (VI) concentration. The kinetic constant varied between 0.5 10-3 and 8 10-3 per min and per mg/L in the pH range 3.5 to 7.5.	en
heal.advisorName	Παπασιώπη, Νυμφοδώρα	el
heal.committeeMemberName	Παπασιώπη, Νυμφοδώρα	el
heal.committeeMemberName	Ξενίδης, Άνθιμος	el
heal.committeeMemberName	Χαλικιά, Ηλιάνα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών. Εργαστήριο Μεταλλουργίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	88 σ.
heal.fullTextAvailability	true