1. |
2. Sinteza funkcionaliziranih magnetnih nanodelcev z mikrovalovno pečico za uporabo v procesu napredne osmoze : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeMeta Kočevar, 2022, undergraduate thesis Abstract: Konvencionalne tehnologije čiščenja vode so v preteklih letih zelo pripomogle k čiščenju odpadnih voda, vendar so vedno večje potrebe po čisti pitni vodi te tehnologije potisnile do njihovih skrajnih meja. Ena izmed rešitev problema čiščenja vode je proces napredne osmoze, ki za svoje delovanje potrebuje gonilno raztopino, ki ustvarja ustrezen osmotski tlak. V sklopu diplomske naloge smo sintetizirali magnetne nanodelce (MND) v mikrovalovni pečici in jih uspešno funkcionalizirali s (poli)akrilno kislino. Preučevali smo, kako vplivata čas in temperatura sinteze na končni osmotski tlak pripravljenih raztopin. Potrdili smo, da tako daljši čas kot tudi višja temperatura pri sintezi pripomoreta k višjemu osmotskemu tlaku raztopine MND. Visoki osmotski tlaki sintetiziranih magentnih nanodelcev nakazujejo, da bi takšne raztopine lahko uporabili kot gonilne raztopine v procesu napredne osmoze. MND smo karakterizirali s Fourierovo transformacijsko infrardečo spektroskopijo (FTIR), termogravimetrično analizo (TGA), dinamičnim sipanjem svetlobe (DLS), rentgensko praškovno difrakcijo (RTG) ter z merjenjem osmotskega tlaka. S pomočjo karakterizacije smo ugotovili, da so sintetizirani nanodelci mešanica goetita in maghemita. V diplomski nalogi so predstavljeni rezultati in meritve vseh opravljenih sintez, kot tudi diskusija rezultatov.
Keywords: magnetni nanodelci, poli(akrilna kislina), mikrovalovna sinteza, napredna osmoza, osmotski tlak
Published in DKUM: 14.09.2022; Views: 745; Downloads: 123
 Full text (2,88 MB) |
3. Uporaba procesa osmoze za koncentriranje kisle sirotke : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeTomaž Gabrovec, 2022, undergraduate thesis Abstract: Kisla sirotka, kot stranski produkt mlekarske industrije, ne predstavlja samo vse večjega okoljskega problema, ampak je tudi potencialno pomemben vir različnih nutrientov. Namen tega diplomskega dela je bil proučiti uporabnost procesa osmoze za koncentriranje kisle sirotke, proizvedene na območju Slovenije. Kot polprepustno membrano pri delu smo uporabili votlo-vlaknasto biomimetično akvaporinsko membrano, z vgrajenimi molekulami proteina akvaporina v njeno notranjo strukturo. Prav tako je bila testirana uporabnost 1 M natrijevega klorida, 1 M kuhinjske soli, morske vode ter 1,36 M amonijevega hidrogenkarbonata kot gonilne raztopine. Uspešnost procesa koncentriranja je bila spremljana z meritvami fluksa vode, osmotskega tlaka, povratnega fluksa topljenca ter vsebnosti beljakovine laktoferina v vhodni raztopini. Med testiranimi gonilnimi raztopinami je najslabše lastnosti izkazala raztopina 1,36 M amonijevega hidrogenkarbonata. Po drugi strani pa, pri uporabi 1 M natrijevega klorida in 1 molarne kuhinjske soli kot gonilnih raztopin, ni bilo opaziti razlik v izrabi procesa niti v delovanju same membrane. Pri poskusih z morsko vodo smo dobili nekoliko slabše rezultate v primerjavi z natrijevim kloridom in kuhinjsko soljo kot gonilno raztopino in je lahko z ekonomskega vidika dobra alternativa za uporabo v procesu osmoze, glede na njeno razširjenost po svetu. Da bi izkoristili potencial akvaporinske membrane v procesu osmoze, je bilo potrebno po vsaki filtraciji očistiti njeno površino. V naši raziskavi je bilo ustrezno čiščenje doseženo le z uporabo deionizirane vode. Rezultati te študije so pokazali, da se proces osmoze lahko uporabi za obdelavo oziroma koncentriranje stranskih produktov mlekarske industrije (predvsem kisle sirotke), z namenom pridobitve novih izdelkov z dodano tržno vrednostjo.
Keywords: osmoza, votlo-vlaknaste membrane, gonilna raztopina, sirotkine beljakovine, laktoferin, tekočinska kromatografija visoke ločljivosti
Published in DKUM: 29.03.2022; Views: 919; Downloads: 65
Full text (9,15 MB) |
4. Sinteza in karakterizacija funkcionaliziranih nanodelcev Fe3O4/APTES/CA in Fe3O4/APTES/PAA : magistrsko deloUrška Ostroško, 2021, master's thesis Abstract: V okviru magistrskega dela smo sintetizirali magnetne nanodelce kot potencialno gonilno raztopino za proces direktne osmoze (FO). S postopkom soobarjanja smo sintetizirali nanodelce magnetita (Fe3O4) in jih stabilizirali s (3-aminopropil) trietoksisilanom (APTES). APTES se na delce veže preko silanolnih skupin, amino skupine pa ostanejo proste za nadaljnjo funkcionalizacijo. Preko tvorbe amidne vezi smo nanje vezali različne količine citronske kisline (CA) ter poliakrilne kisline (PAA), da bi dosegli čim višji osmotski tlak. Da je reakcija vezave potekla, smo dodali zamreževalec 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) karbodiimid hidroklorid (EDC), pri poliakrilni kislini pa tudi N-hidroksisukcinimid (NHS), ki stabilizira intermediat.
Nanodelce Fe3O4/APTES, Fe3O4/APTES/CA in Fe3O4/APTES/PAA smo karakterizirali z različnimi metodami. S termogravimetrično analizo (TGA) smo določili količino organskih snovi (APTES, CA, PAA) na površini nanodelcev, z dinamičnim sipanjem svetlobe (DLS) smo določili izoelektrično točko, zeta potencial in velikost delcev v suspenziji, dejansko velikost nanodelcev pa nam je dala analiza s presevnim elektronskim mikroskopom (TEM). Karakteristični vrhovi pri infrardeči spektroskopiji s Fourierjevo transformacijo (FTIR) so nam potrdili vezavo APTES, CA in PAA. Določali smo osmotski tlak, s konduktometrično titracijo pa smo želeli določit količino prostih -COOH skupin. Najvišji osmotski tlak smo določili pri vzorcu z 0,8 g dodane citronske kisline (28,01 bar) ter vzorcu, kjer smo poliakrilno kislino dodali v razmerju 1:1 (27,12 bar). Sintezni postopek slednjega vzorca smo zato ponovili ter vzorec uporabili kot gonilno raztopino (DS) za poskusni proces direktne osmoze z deionizirano vodo kot vhodno raztopino (FS).
Keywords: magnetni nanodelci, magnetit, (3-aminopropil) trietoksisilan (APTES), citronska kislina, poliakrilna kislina, direktna osmoza (FO)
Published in DKUM: 22.09.2021; Views: 987; Downloads: 97
Full text (4,59 MB) |
5. Sinteza in karakterizacija hidrofilnih maghemitnih nanodelcev prevlečenih s citratom : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeMatjaž Rantaša, 2020, undergraduate thesis Abstract: Diplomska naloga opisuje sintezo maghemitnih nanodelcev in njihovo površinsko modifikacijo s surfaktantom citronsko kislino. Namen raziskave je bil ustvariti stabilne ferofluide, ki bi lahko služili kot gonilna raztopina v procesu napredne osmoze za čiščenje odpadne vode. Preučen je bil vpliv različnih parametrov na velikost osmotskega tlaka končnega produkta. Tekom eksperimentalnega dela smo optimizirali temperaturo, množinsko razmerje med reaktanti in uporabili različne tekočine za spiranje. Najboljši rezultati so bili doseženi pri sintezi s temperaturo adsorpcije 80 ℃, v množinskem razmerju 〖Fe〗^(2+):〖Fe〗^(3+):CA (citronska kislina) 2,3:1:2,3, in čiščenju delcev z etanolom. Nanodelci so bili karakterizirani s termogravimetrično analizo (TGA), dinamičnim sipanjem svetlobe (DLS), Fourierjevo transformirano infrardečo spektroskopijo (FTIR), transmisijsko elektronsko mikroskopijo (TEM) in magnetnimi meritvami, s katerimi smo določili izgubo mase, izoelektrično točko, funkcionalne skupine in magnetne lastnosti. V tej diplomski nalogi so zbrani podatki vseh sintez, ki so bile izvedene in rezultati, ki so bili izmerjeni. Podana je tudi diskusija samih rezultatov s slikami in grafi, ki so bili posneti tekom izvajanja zaključnega dela. Vrednosti osmotskega tlaka nakazujejo, da bi nekatere magnetne raztopine, pripravljene pri ustreznih reakcijskih pogojih, bile primerne za uporabo v napredni osmozi.
Keywords: maghemitni nanodelci, citronska kislina, osmotski tlak, napredna osmoza, čiščenje odpadne vode
Published in DKUM: 24.09.2020; Views: 1447; Downloads: 156
Full text (2,09 MB) |
6. Sinteze in karakterizacija nanodelcev za uporabo v osmotskih procesih čiščenja odpadne vodeValentina Žalig, 2018, master's thesis Abstract: Magistrsko delo vsebuje študijo, katere namen je bil poskušati sintetizirati magnetne nanodelce železovega oksida funkcionalizirane s primernimi prevlekami, ki bodo uporabni pri procesu čiščenja odpadne vode s pomočjo napredne osmoze. V ta namen smo s soobarjalno metodo sintetizirali magnetne nanodelce železovega oksida s prevleko iz natrijevega poliakrilata oz. citronske kisline. V želji po sintezi nanodelcev s čim višjim osmotskim tlakom, ki je ključen pri izvedbi osmoznega procesa, smo optimizirali nekatere pomembne parametre sintez. Za najbolj optimalno pri obeh sintezah se je izkazala dvostopenjska sinteza s temperaturo sinteze 90 °C in časom sinteze 30 min. Pri sintezah nanodelcev oblečenih s citronsko kislino smo optimizirali še množinsko razmerje Fe3+:Fe2+:CA (citronska kislina). Sintetizirani magnetni nanodelci so izkazovali osmotski tlak, zato smo v laboratorijskem merilu testirali njihovo uporabnost v osmoznem procesu. Ugotovili smo, da je potrebno nadaljnje raziskave usmeriti v izboljšanje vezi med nanodelci in prevleko, saj se je prevleka spirala iz delcev med osmoznim procesom. V magistrskem delu so zbrane vse sinteze, ki smo jih izvedli in rezultati teh sintez. Na splošno rezultati doseženih osmotskih tlakov sintetiziranih magnetnih nanodelcev ter preizkus le teh v procesu osmoze kažejo na možnost uporabe nanodelcev kot gonilne raztopine za osmozni proces čiščenja odpadne vode.
Keywords: nanodelci železovega oksida, soobarjanje, termogravimetrična analiza (TGA), dinamično sipanje svetlobe (DLS), osmotski tlak, napredna osmoza (FO)
Published in DKUM: 10.09.2018; Views: 1857; Downloads: 178
Full text (4,27 MB) |
7. Primerjava postopkov predčiščenja odpadne vode pred vstopom v reverzno osmozoMedea Brečko, 2017, undergraduate thesis Abstract: Kompostna voda vsebuje veliko organskih snovi, saj je eden izmed stranskih produktov pri postopku razgradnje organskih odpadkov. Čiscenje odpadnih voda je zato eden izmed pomembnejših procesov iz razvojne in ekološke perspective. Vsoto organskih snovi v vodi smo določili kot: kemijsko potrebo po kisiku (KPK). Za postopke predčiščenja smo uporabili čiščenje z nanodelci (srebrovi nanodelci AgNPs) in čiščenje z zeolitom (zeolit ZSM-5 Silicalite). Srebrove nanodelce (AgNPs) smo sintetizirali iz natrijevega alginata raztopljenega v destilirani vodi, kateremu smo dodali srebrov nitrat (AgNO3). Za predčiščenje z zeolitom smo uporabili zeolit ZSM-5 Silicalite, ki je nastal po postopku granulacije. Po izvedbi postopkov čiščenja smo opravili analize in tako določili, kateri postopek je bolj uporaben. Po predčiščenju smo vodo čistili še z reverzno osmozo pri različnih tlakih (10, 15, 20, 30 in 40 barih) in ugotavljali, kateri postopek predčiščenja zniža mašenje membrane. Rezultati so pokazali, da je postopek predčiščenja z nanodelci učinkovitejši, saj opazimo manjše mašenje membrane kot pri predčiščenju z zeolitom.
Keywords: kompostna voda, srebrovi nanodelci, mikrovalovna sinteza, predčiščenje, reverzna osmoza
Published in DKUM: 28.09.2017; Views: 2245; Downloads: 200
Full text (2,56 MB) |
8. Uporaba biomimetičnih membran pri koncentriranju naravnih sokovMateja Pulko, 2017, undergraduate thesis Abstract: Za koncentriranje naravnih sokov uporabljamo različne procese. V diplomskem delu smo za koncentriranje želeli uporabljati proces osmoze, saj se proces zdi uspešen in ekonomičen. Procesu osmoze že posvečajo veliko pozornosti pri čiščenju odpadnih voda, pridobivanju pitne vode in tudi za prehrambeno industrijo.
Namen našega dela je bil koncentrirati naravni pomaranči sok s procesom osmoze in s pomočjo biomimetične membrane. Za delo smo uporabili biomimetično membrano, za katero je značilno, da ima vgrajene proteine akvaporine, ki omogočajo hitrejši prenos snovi in hkrati zavirajo povratni tok topljenca.
Eksperimente smo izvajali tako, da smo si izbrali različne pogonske raztopine, kot so NaCl, CaCl2, MgCl2 in NaCl v kombinaciji s saharozo, med katerimi smo želeli določiti idealno pogonsko raztopino za proces koncentriranj pomarančnega soka. Za vhodno raztopino smo uporabljali ultra čisto vodo, kombinacijo sladkorjev in sveže iztisnjen pomarančni sok.
Med procesom osmoze je bila aktivna plast biomimetične membrane v stiku z vhodno raztopino, kar je omogočalo hitrejši pretok. Delo je potekalo s konstantno hitrostjo črpalk pri sobni temperaturi. Merili smo spremembo mase in prevodnosti vhodne raztopine. Rezultate dela smo prikazali na grafih pretoka v odvisnosti od časa.
Keywords: biomimetične membrane, osmoza, koncentriranje sokov, pogonska raztopina, osmotski tlak
Published in DKUM: 19.06.2017; Views: 1403; Downloads: 103
Full text (2,60 MB) |
9. PRIPRAVA ODPADNE VODE ZA PONOVNO UPORABO V TEHNOLOŠKEM PROCESUAleš Lorber, 2016, master's thesis Abstract: Cilj magistrskega dela je, da odpadne vode iz treh različnih proizvodnih procesov očistimo in ponovno uporabimo v proizvodnji. Merilo čistosti so predstavljali okoljevarstveni standardi o dovoljenih emisijah snovi v površinske vode, ki jih predpisuje država. Količinsko največ odpadne vode priteče iz proizvodne linije pranja glinice (GKT-VLS), s povečano koncentracijo trdnih delcev, natrija, aluminija, nitratnega dušika in kloridnih elementov. Druga vrsta odpadne vode je iz proizvodne linije boehmita, s povečano koncentracijo trdnih delcev, natrija, aluminija in nitratnega dušika. Tretja vrsta odpadne vode prihaja iz kotlarne, kjer se proizvaja visokotlačna para. Kotlarna posledično proizvaja kisle in bazične odpadne vode zaradi regeneracije ionskih smol, ki se uporabljajo za kemijsko pripravo vode za kotle.
Vse tri vrste vod smo zmešali v realnem razmerju. Najprej smo vode nevtralizirali z uporabo 35 % HCl. Nato je sledila filtracija z naplavno plastjo perlita, s katero smo znižali vrednost suspendiranih snovi s 320 mg/l na samo 9 mg/l. S filtracijo še vedno nismo uspeli razrešiti težave s previsokimi vrednostmi aluminija, natrija in kloridov, ki so presegali okoljevarstvene standarde.
Zato smo izvedli laboratorijske poskuse z uporabo modulov za reverzno osmozo. Vsebnosti onesnažil smo uspeli znižati pod mejne vrednosti. Vsebnost aluminija smo znižali pod mejno vrednost aluminija 3 mg/l, vsebnost natrija smo zmanjšali na 145 mg/l in kloridov na 193 mg/l.
Keywords: reverzna osmoza, nevtralizacija, filtracija, ICP analiza, industrijska odpadna voda
Published in DKUM: 05.01.2017; Views: 2053; Downloads: 110
Full text (1,93 MB) |
10. VPLIV OBRATOVALNIH POGOJEV NA HITROST PRENOSA VODE PRI PROCESU OSMOZEVeronika Kolar, 2016, undergraduate thesis Abstract: Osmoza je membranski proces, ki mu zadnja leta posvečajo veliko pozornosti, še posebej zato, ker predstavlja možnosti za boljše in predvsem bolj ekonomično pridobivanje pitne vode ter ponovno uporabo industrijskih in odpadnih voda. Pri prenosu snovi je pomembna pravilna izbira vhodne in gonilne raztopine, saj proces osmoze izkorišča razliko v osmotskem tlaku med dvema raztopinama. Namen diplomskega dela je bil določiti vpliv različnih obratovalnih pogojev na prenos snovi skozi asimetrično membrano med procesom osmoze. Uporabili smo biomimetične membrane z vgrajenimi proteini akvaporini, za katere je značilno, da omogočijo hitrejši pretok molekul vode skozi membrano in hkrati zmanjšajo povratni tok topljenca v vhodno raztopino. V prvem delu smo določali vpliv uporabe treh različnih gonilnih raztopin, in sicer vodne raztopine NaCl, CaCl2 in MgCl2. Hkrati smo spremljali tudi spremembe glede na različne koncentracije raztopine NaCl. Gonilne raztopine, ki so imele za topljenec soli z višjo molsko maso in večjim premerom ionov, to sta v našem primeru CaCl2 in MgCl2, so imele manjši povratni tok topljenca skozi membrano, kar je ena izmed lastnosti dobrih gonilnih raztopin. Višje koncentracije raztopin pa so rezultirale višji pretok molekul vode skozi membrano. Višji pretok vode skozi membrano smo opazili tudi pri procesu osmoze, kjer je aktivna stran membrane bila v stiku z gonilno raztopino. Hitrost pretoka raztopin na vsaki strani membrane je tudi eden izmed obratovalnih parametrov, ki smo ga spreminjali in spremljali vpliv na prehod vode skozi asimetrično membrano. Eksperimenti so bili izvedeni pri dveh različni pretokih raztopin, in sicer, 50 mL/min in 70 mL/min. Ugotovili smo, da ob spremenjenih pretokih, ne pride do bistvenih sprememb pri fluksu vode in povratnemu toku topljenca. Ravno tako, smo vpliv hitrosti pretoka spremljali med mašenjem membrane z alginatom, kjer tudi ni prišlo do sprememb v prenosu snovi skozi membrano. Na koncu smo s pridobljenimi meritvami določili koeficient permeabilnosti A in koeficient selektivnosti B, kjer smo ugotovili, da sta dosti bolj odvisna od obratovalnih pogojev kot sama hitrost snovi skozi membrano
Keywords: osmoza, biomimetične membrane, gonilna raztopina, permeabilnost, selektivnost
Published in DKUM: 30.09.2016; Views: 1454; Downloads: 118
Full text (1,84 MB) |
