Ανάπτυξη τρισδιάστατων πορωδών δομών αλούμινας χιτοζάνης

Abstract

Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Μεταλλογνωσίας του Τομέα Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών της Σχολής Μηχανικών Μεταλλείων - Μεταλλουργών του Εθνικού Μετσοβίου Πολυτεχνείου κατά το ακαδημαϊκό έτος 2011-2012. Σκοπός της μεταπτυχιακής εργασίας ήταν η δημιουργία ενός σύνθετου κεραμικού υλικού, το οποίο θα προερχόταν από πρώτες ύλες με χαμηλό κόστος και σε αφθονία στη φύση, όπως είναι η αλούμινα και η χιτοζάνη. Απώτερος σκοπός της δημιουργίας αυτού του υλικού ήταν η μετέπειτα χρήση του ως προσροφητικό υλικό για την αφαίρεση αρσενικού, As από ρυπασμένα ύδατα. Επίσης ένας ακόμα σκοπός της έρευνας ήταν να διερευνηθεί η επίδραση της συγκεκριμένης μεθόδου παρασκευής του συνθέτου υλικού, στους μετασχηματισμούς των φάσεων της αλούμινας. Το μεγαλύτερο μέρος των πειραμάτων (αναλύσεις με Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Σάρωσης, SEM, Περίθλαση Ακτίνων Χ XRD, Προσρόφηση Αζώτου BET και Φασματομετρία Μάζας Επαγωγικά Συζευγμένου Πλάσματος ICP-MS) διεξήχθη στο Εργαστήριο Μεταλλογνωσίας. Τα πειράματα παρασκευής σύνθετων πορωδών δομών (ικριώματα) με τη μέθοδο της λυοφιλοποίησης πραγματοποιήθηκαν στο Ινστιτούτο Φυσικοχημείας του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος», ενώ οι αναλύσεις της πορώδους δομής με την τεχνική της ποροσιμετρίας υδραργύρου έλαβαν χώρα στην ΕΚΕΠΥ.

The present post-graduate paper elaborated at the laboratory of physical metallurgy of the department of Metallurgy and Materials Technology of National Technical University‟s Mining Engineering and Metallurgy school, during the academic year 2011-2012. The purpose of this post-graduate paper was the creation of a composite ceramic material, which would came from low cost and nature abundant raw materials, such as alumina and chitosan. The ultimate purpose of this material‟s creation was the subsequent use as sorbent material for arsenic removal, As, from polluted water. An additional purpose of this research was to test the impact of this method of creation composite material on the transformations of alumina‟s phases. The majority of the experiments (electronic microscope‟s analysis, SEM, X XRD rays diffraction, adsorption of nitrogen BET and spectrometry mass of inductive conjugate plasma ICP-MS, took place at the Metallurgy‟s laboratory. The experiments of creation of composite porous structures (scaffolding) with the method of lyophilization took place to the Institute of Physical Chemistry of National‟s Center For Scientific Research “Demokritos” and the porous structure‟s analysis with the technique of prosimetrias of mercury conducted at CERECO.