Επιφανειακή τροποποίηση σωματιδίων περλίτη με νανοτιτανία για τη φωτοκαταλυτική διάσπαση υδατικών οργανικών ρύπων

Δημητρακόπουλος, Γεώργιος-Κωνσταντίνος; Dimitrakopoulos, Georgios-Konstantinos

dc.contributor.author	Δημητρακόπουλος, Γεώργιος-Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Dimitrakopoulos, Georgios-Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2023-01-27T07:47:35Z
dc.date.available	2023-01-27T07:47:35Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56956
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24654
dc.rights	Default License
dc.subject	Τιτανία	el
dc.subject	Περλίτης	el
dc.subject	Φωτοκατάλυση	el
dc.subject	Ρύποι	el
dc.subject	Νιτροφαινόλη	el
dc.subject	Titania	en
dc.subject	Perlite	en
dc.subject	Aqueous	en
dc.subject	Pollutants	en
dc.subject	Nitrophenol	en
dc.title	Επιφανειακή τροποποίηση σωματιδίων περλίτη με νανοτιτανία για τη φωτοκαταλυτική διάσπαση υδατικών οργανικών ρύπων	el
dc.title	Surface modification of perlite particles with titania nanoparticles for the photocatalytic degradation of aqueous organic pollutants	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Κεραμικά Υλικά	el
heal.classification	Επιστήμη Υλικών	el
heal.classification	material science	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-10-17
heal.abstract	Τις τελευταίες δεκαετίες, λόγω της ραγδαίας αύξησης του πληθυσμού και της γρήγορης βιομηχανοποίησης μια σειρά από υδατικούς ρύπους όπως οργανικοί ρύποι, βαρεά μέταλλα και ανόργανες ουσίες παρατηρούνται σε επιφανειακά και υπόγεια υδάτινα σώματα, καθώς και σε απορροές αποβλήτων και πηγές πόσιμου νερού. Η φωτοκατάλυση ως μέθοδος καθαρισμού του νερού αποτελεί μία απλή διαδικασία πράσινης τεχνολογίας, η οποία μπορεί να διασπάσει οργανικούς και άλλους ρύπους στο νερό. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, βασικό αντικείμενο αποτελεί η παρασκευή του σύνθετου φωτοκαταλυτικού υλικού PE@TiO2 το οποίο έχει ως υπόστρομα σωματίδια διογκωμένου περλίτη και είναι επικαλυμμένο από νανοσωματίδια νανοτιτανίας. Ο χαρακτηρισμός των φωτοκαταλυτικών ιδιοτήτων του υλικού που παρασκευάστηκε γίνεται με βάση την πρότυπη αντίδραση αναγωγής της 4-νιτροφαινόλης σε 4-αμινοφαινόλη παρουσία περίσσειας βοροϋδριδίου του νατρίου. Στα Κεφάλαια 1.1-1.4 παρουσιάζονται ορισμένα γενικά θεωρητικά στοιχεία που στοχεύουν στην κατανόηση του μηχανισμού ρύπανσης των υδάτων από φυσικά και ανθρωπογενή αίτια. Ακόμη αναλύονται τα κύρια χαρακτηριστικά των φαινολικών ενώσεων και συγκεκριμένα του πρότυπου ρύπου 4-νιτροφαινόλη που χρησιμοποιήθηκε για τον χαρακτηρισμό των φωτοκαταλυτικών ιδιοτήτων του υλικού PE@TiO2, καθώς επίσης και η επίδρασή τους στα φυσικά περιβάλλοντα και στον άνθρωπο. Στο Κεφάλαιο 1.5 περιγράφεται εκτενώς η διαδικασία της φωτοκατάλυσης και συγκρίνεται με τον αντίστοιχο μηχανισμό της κατάλυσης. Επιπλέον, περιγράφεται η θετική επίδραση των δύο μηχανισμών και η εφαρμογή τους στον τομέα της πράσινης χημείας. Στα Κεφάλαια 1.6-1.9 αναφέρονται τα κύρια χαρακτηριστικά και οι εφαρμογές των υλικών που χρησιμοποιήθηκαν για την πειραματική διαδικασία σύνθεσης των φωτοκαταλυτών. Επίσης γίνεται λόγος για τα κύρια οικονομικά στοιχεία της παραγωγής των υλικών αυτών. Τα Κεφάλαια 1.8-1.9 αποτελούν το τελευταίο μέρος της θεωρητικής ανάλυσης της εργασίας και αναλύονται οι μέθοδοι χαρακτηρισμού των φωτοκαταλυτών. Συγκεκριμένα περιγράφεται αναλυτικά ο μηχανισμός των μεθόδων Φασματοφωτομετρίας Υπεριώδους-Ορατού και της Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης (SEM). Τέλος, τα Κεφάλαια 2.1-2.4 αποτελούν το πειραματικό μέρος της Διπλωματικής Εργασίας. Συγκεκριμένα στο κεφάλαιο 2.1 περιγράφονται οι μέθοδοι παρασκευής των φωτοκαταλυτικών υλικών, στο 2.2 αναλύονται τα δεδομένα που προκύπτουν από την ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης και τέλος στο κεφάλαιο 2.3 δίνονται τα πειραματικά αποτελέσματα της δοκιμής φωτοκαταλυτικών ιδιοτήτων των υλικών που παρασκευάστηκαν.	el
heal.abstract	Over the last decades, due to sudden human population growth and rapid industrialization, a series of water pollutants such as organic pollutants, heavy metals and inorganic compounds have been detected in surface, ground, sewage and drinking water resources. Photocatalysis, as a water cleaning method, is a simple green technology which can separate organic and other pollutants from water. In the current thesis, the main subject deals with the manufacturing of the synthetic photocatalytic material PE@TiO2 which includes a substrate of expanded perlite coated in nanoparticles of titanium dioxide. The characterization of the photocatalytic properties of the manufactured material is done based on the standard reaction of reduction of 4-nitrophenol to 4-aminophenol in the presence of excess sodium borohydride. In chapters 1.1-1.4, certain general theoretical principles aiming in the comprehension of the pollution mechanism of waters from natural and human causes are presented. The main characteristics of phenolic substances are also analyzed, specifically the standard pollutant 4-nitrophenol that was used for the characterization of the photocatalytic properties of the material PE@TiO2 and its effect in the natural environment and humans as a species. In chapter 1.5 the procedure of photocatalysis is described in detail and is compared to the corresponding mechanism of catalysis. Additionally, the chapter describes the positive effect of the two mechanisms and their application in the area of green chemistry. In chapters 1.6-1.9 the main characteristics and applications of the materials used in the scientific procedure of photocatalysts synthesis are mentioned. It also discusses the basic financial data of the manufacturing of the aforementioned materials. The chapters 1.8-1.9 constitute the last part of the theoretical analysis of this thesis and analyze the methods of photocatalysts’ characterization. Specifically, the mechanism of UV-Vis Spectroscopy and Scanning Electron Microscopy (SEM) is described in depth. In conclusion, chapters 2.1-2.3 concern the experimental part of this Thesis. In more detail, in chapter 2.1 the manufacturing methods of photocatalytic materials are described, in chapter 2.2 the data that arise from Scanning Electron Microscopy are analyzed and finally in chapter 2.3 the results of the photocatalytic properties testing of the manufactured materials are given.	en
heal.advisorName	Τσετσέκου, Αθηνά	el
heal.advisorName	Tsetsekou, Athina	en
heal.committeeMemberName	Ξενίδης, Άνθιμος	el
heal.committeeMemberName	Αναστασάκης, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	66 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false