Αποδόμηση πλαστικών περιβαλλοντικών ρύπων μέσω συνδυασμού ηχοχημικών και φωτοκαταλυτικών τεχνικών

Αναγνωστόπουλος, Eυθύμιος; Anagnostopoulos, Eythymios

dc.contributor.author	Αναγνωστόπουλος, Eυθύμιος	el
dc.contributor.author	Anagnostopoulos, Eythymios	en
dc.date.accessioned	2024-04-15T09:57:56Z
dc.date.available	2024-04-15T09:57:56Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59177
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26873
dc.rights	Default License
dc.subject	Αποδόμηση πλαστικών	el
dc.subject	Ηχοχημεία	el
dc.subject	Φωτοχημεία	el
dc.subject	FTIR	en
dc.subject	XPS	en
dc.title	Αποδόμηση πλαστικών περιβαλλοντικών ρύπων μέσω συνδυασμού ηχοχημικών και φωτοκαταλυτικών τεχνικών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Αποδόμηση Πλαστικών Ρύπων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-02
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την επεξεργασία δειγμάτων πολυγαλακτικού οξέος (PLA) με τη χρήση διαφόρων διεργασιών οξείδωσης με σκοπό την μετατροπή της επιφάνειας ώστε να ευνοείται η προσκόλληση ενζύμων ή βακτηρίων με απώτερο σκοπό την βιοαποδόμηση τους. Τα πλαστικά είναι ανθεκτικά στη μικροβιακή επεξεργασία και ακόμη και η μερική αποσύνθεση των περισσότερων διαρκεί πολλά χρόνια. Επιπλέον δεν υπάρχουν ενζυματικές δομές στη φύση ικανές να αποδομήσουν συνθετικά πολυμερή. Για το λόγο αυτό, εστιάζεται κυρίως στην αλλαγή της επιφάνειας με κατάλληλες μεθόδους επεξεργασίας. Στο πρώτο μέρος υπάρχει το θεωρητικό υπόβαθρο οδηγούμενο από την βιβλιογραφική έρευνα του ζητήματος. Στο δεύτερο μέρος ακολουθεί η περιγραφή των μεθόδων επεξεργασίας των δειγμάτων. Η επεξεργασία βασίστηκε στη χρήση της Ηχοχημείας υψηλών υπερήχων , Φωτοχημείας καθώς και στην ταυτόχρονη εφαρμογή τους. Πιο συγκεκριμένα, εφαρμόσαμε ξεχωριστά υπερήχους των 860 kHz , υπεριώδη ακτινοβολία και ύστερα συνδυασμό των δύο. Οι πειραματικές διατάξεις που χρησιμοποιήθηκαν αποτελούνταν από αντιδραστήρες του εμπορίου είτε κατασκευασμένους στο εργαστήριο. Στη συνέχεια περιγράφεται ο χαρακτηρισμός των επιφανειών, ο οποίος έγινε με τις μεθόδους ανάλυσης Infrared Spectroscopy (IR), Drop Contact Angle (DCA), Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM) και X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). Τα αποτελέσματα που λήφθηκαν από τις παραπάνω μεθόδους παρουσιάζονται και αναλύονται στο τρίτο και τελευταίο μέρος αυτής της εργασίας. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα όλων των παραπάνω μεθόδων χαρακτηρισμού αναφέρεται ότι όλες οι μέθοδοι προεπεξεργασίας επηρεάζουν την επιφάνεια των δειγμάτων PLA. Οι υπέρηχοι και η υπεριώδης ακτινοβολία προκαλούν αλλαγές στην επιφάνεια των δειγμάτων. Οι αλλαγές αφορούν στο σπάσιμο και την αλλαγή δεσμών, στην συγκέντρωση των στοιχείων της επιφάνειας , την τραχύτητα καθώς και την επιφανειακή μορφολογία . Αρχικά ,από τα αποτελέσματα της μεθόδου XPS είδαμε τον λόγο C/O να αυξάνεται από όλες τις μεθόδους επεξεργασίας μας. Οι επιφάνειες υπέστησαν αναγωγή , μείωση του οξυγόνου, με την μέθοδο της υπεριώδους ακτινοβολίας να μειώνει στο μεγαλύτερο βαθμό την συγκέντρωση οξυγόνου στην επιφάνεια. Όπως αναφέρεται στη βιβλιογραφία, δεν είναι επιθυμητή η επίδραση αυτή για μια πιθανή επακόλουθη ενζυματική ή βακτηριακή αποδόμηση του PLA, καθώς τα βακτήρια είναι πιο δραστικά στις επιφάνειες με αυξημένη ποσότητα οξυγόνου καθώς αυτό αποτελεί την κύρια πηγή ενέργειας τους. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του FTIR, η συγκέντρωση των δραστικών επιφανειακών ομάδων είναι αυτή που αλλάζει ανάλογα με τη μέθοδο επεξεργασίας και τη διάρκεια του πειράματος και όχι οι χαρακτηριστικές κορυφές. Η διαφορά στις εντάσεις των κορυφών υποδηλώνει μια μικρή αλλαγή συγκέντρωσης των λειτουργικών ομάδων η οποία λαμβάνει χώρα στην επιφάνεια του δείγματος και επιβεβαιώνεται επίσης από τα αποτελέσματα XPS. Και οι τρεις μέθοδοι φαίνεται πως επιδρούν στην τραχύτητα της επίφανειας. Εμφανίζουν μία ακανόνιστη συμπεριφορά ως προς την επίδραση αυτή, καθώς βλέπουμε πως η ίδια μέθοδος σε διαφορετική διάρκεια αυξάνει ή μειώνει την τραχύτητα. Οι μεγαλύτερες ποσοτικά μεταβολές έρχονται από τη ταυτόχρονη εφαρμογή των δύο μεθόδων μας. Τέλος , οι μετρήσεις DCA έδειξαν ότι όλες οι επιφανειακές επεξεργασίες οδηγούν την επιφάνεια σε μία πιο υδρόφοβη κατάσταση . Ωστόσο, η μικροβιακή και ενζυματική προσκόλληση ευνοείται περισσότερο σε πιο υδρόφιλες επιφάνειες έναντι των υδρόφοβων.	el
heal.advisorName	Αργυρούσης, Χρήστος	el
heal.advisorName	Αργυρούσης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Καραντώνης, Αντώνης	el
heal.committeeMemberName	Καραντώνης Αντώνης, Θεοδώρου Θεόδωρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Τεχνολογίας Ανόργανων Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	71 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false