Μελέτη απόδοσης νανοσωματιδίων οξειδίου του μαγνησίου 
(MgO) στην απομάκρυνση οργανικών ρύπων από υδατικά 
διαλύματα

Μπόβαλη, Ναταλία; Bovali, Natalia

dc.contributor.author	Μπόβαλη, Ναταλία	el
dc.contributor.author	Bovali, Natalia	en
dc.date.accessioned	2025-01-14T12:07:00Z
dc.date.available	2025-01-14T12:07:00Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60732
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.28428
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	Οξείδιο του μαγνησίου	el
dc.subject	Μέθοδος καταβύθισης	el
dc.subject	Φωτοκατάλυση	el
dc.subject	Οργανικές χρωστικές	el
dc.subject	Ροδαμίνη	el
dc.subject	Magnesium oxide	en
dc.subject	Precipitation approach	en
dc.subject	Photocatalysis	en
dc.subject	Organic dyes	en
dc.subject	Rhodamine	en
dc.title	Μελέτη απόδοσης νανοσωματιδίων οξειδίου του μαγνησίου (MgO) στην απομάκρυνση οργανικών ρύπων από υδατικά διαλύματα	el
dc.title	Study of magnesium oxide nanoparticles’ (MgO) performance towards the removal of organic pollutants from aqueous solutions	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Χημεία	el
heal.classification	Περιβάλλον	el
heal.classification	Υλικά	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-07-11
heal.abstract	Η ρύπανση του περιβάλλοντος αποτελεί ένα πολύ σημαντικό πρόβλημα παγκοσμίως, καθώς προκαλεί σοβαρές επιπτώσεις τόσο στο οικοσύστημα όσο και στην ανθρώπινη υγεία. Ένα σημαντικό κομμάτι αποτελεί η ρύπανση του υδάτινου περιβάλλοντος από οργανικούς ρύπους, και ιδιαίτερα βαφές/χρωστικές, που εντοπίζονται με υψηλή συχνότητα σε βιομηχανικά, αλλά και αστικά λύματα που απορρίπτονται στον υδάτινο ορίζοντα. Λαμβάνοντας υπόψη τα ανωτέρω, στην παρούσα μελέτη πραγματοποιήθηκε σύνθεση νανοσωματιδίων οξειδίου του μαγνησίου (MgO) μέσω μιας απλής μεθόδου καταβύθισης, καθώς και ενδελεχής χαρακτηρισμός αυτών χρησιμοποιώντας πληθώρα τεχνικών, όπως XRD, FTIR, XPS, TGA, DLS και FESEM, με στόχο την ανάπτυξη ενός οικονομικού, περιβαλλοντικά φιλικού και αποτελεσματικού ως προς την αποδόμηση οργανικών χρωστικών νανοϋλικού. Η φωτοκαταλυτική αποτελεσματικότητα των συντιθέμενων νανοσωματιδίων MgO αξιολογήθηκε ως προς την αποδόμηση δύο ευρέως εντοπιζόμενων στα βιομηχανικά ή/και αστικά λύματα χρωστικών, της ροδαμίνης Β και της ροδαμίνης 6G τόσο υπό την επίδραση υπεριώδους όσο και ορατής ακτινοβολίας. Σύμφωνα με τα ληφθέντα αποτελέσματα, τα νανοσωματίδια MgO που συντέθηκαν χαρακτηρίζονταν από ενδοκεντρωμένη κυβική δομή με ενισχυμένη κρυσταλλικότητα και υψηλή καθαρότητα, καθώς και μέσο μέγεθος κρυσταλλιτών της τάξης των 3.20 nm. Τα νανοσωματίδια παρουσίασαν επίσης αυξημένη ειδική επιφάνεια (52 m²/g) και τιμή ενεργειακού διάκενου ίση με 5.27 eV. Σύμφωνα με τα δεδομένα που προέκυψαν από τα πειράματα μελέτης της φωτοκαταλυτικής δραστικότητας, παρατηρήθηκε πλήρης αποδόμηση της χρωστικής ροδαμίνης Β υπό την επίδραση υπεριώδους ακτινοβολίας εντός 180 λεπτών, καθώς και ποσοστό αποδόμησης ίσο με 83.23 % υπό την επίδραση ορατής ακτινοβολίας. Σε ό,τι αφορά τη ροδαμίνη 6G, τα ποσοστά αποδόμησης που παρατηρήθηκαν υπό την επίδραση υπεριώδους και ορατής ακτινοβολίας ήταν ίσα με 92.62 % και 38.71 % αντίστοιχα, επαληθεύοντας έτσι την επιλεκτικότητα του εξεταζόμενου νανο-φωτοκαταλύτη (MgO) προς την αποδόμηση της χρωστικής ροδαμίνης Β. Επιπλέον, τα πειράματα ανίχνευσης δραστικών ειδών οξυγόνου επιβεβαίωσαν ότι οι ρίζες υδροξυλίου (•OH) αποτέλεσαν τα κυρίαρχα δραστικά είδη που εμπλέκονταν στη διαδικασία της φωτοαποδόμησης στην περίπτωση και των δύο εξεταζόμενων χρωστικών. Τέλος, τα πειράματα επαναχρησιμοποίησης του νανο-φωτοκαταλύτη σε πολλαπλούς κύκλους φωτοκαταλυτικής αποδόμησης των εξεταζόμενων χρωστικών επιβεβαίωσαν την υψηλή του φωτοσταθερότητα.	el
heal.abstract	Environmental pollution constitutes a very crucial problem worldwide, as it causes serious effects on both the ecosystem and human health. An important part is the pollution of the aquatic environment by organic pollutants, and especially dyes/pigments, which are frequently found in industrial, as well as municipal wastewaters that are discharged into the water horizon. Thus, considering the aforementioned problem, in the present study magnesium oxide (MgO) nanoparticles were synthesized through a simple precipitation method and were thoroughly characterized using a variety of techniques, such as XRD, FTIR, XPS, TGA, DLS and FESEM, with the aim of developing an economical, environmentally friendly and efficient towards the degradation of organic dyes nanomaterial. The photocatalytic efficiency of the synthesized MgO nanoparticles was evaluated towards the degradation of two organic dyes, which are commonly found in industrial and/or municipal wastewater, rhodamine B and rhodamine 6G under both UV and visible light irradiation. According to the obtained results, the synthesized MgO nanoparticles were characterized by a face-centered cubic structure with enhanced crystallinity and high purity, as well as an average crystallite size of 3.20 nm. The nanoparticles also indicated an increased specific surface area (52 m²/g) and an energy bandgap value equal to 5.27 eV. According to the data obtained from the photocatalytic activity study experiments, a complete degradation of rhodamine B dye was observed under the influence of UV light irradiation within 180 minutes, as well as a degradation rate equal to 83.23 % under the influence of visible light irradiation. Regarding rhodamine 6G, the degradation rates observed under the influence of UV and visible light irradiation were equal to 92.62 % and 38.71 % respectively, thus verifying the selectivity of the investigated nano-photocatalyst (MgO) towards the degradation of rhodamine B dye. In addition, reactive oxygen species detection experiments confirmed that hydroxyl radicals (•OH) were the dominant reactive species involved in the photodegradation process in the case of both examined dyes. Finally, the nano-photocatalyst reuse experiments upon multiple cycles of photocatalytic degradation of the investigated organic dyes confirmed its high photostability.	en
heal.advisorName	Παυλάτου, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Βουγιούκα, Σταματίνα	el
heal.committeeMemberName	Κόκκορης, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Γενικής Χημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	133 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false