Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Namen diplomskega dela je bil odstraniti oziroma zmanjšati koncentracijo težkih kovin, kot so Zn, Cu, Ni in Cd iz trdne frakcije digestata aktivnega blata po anaerobni digestiji, da bi omogočili njegovo uporabo v kmetijstvu. V sklopu diplomskega dela smo sintetizirali maghemitne nanodelce s ko-precipitacijo železovih Fe2+ in Fe3+ ionov, jih prevlekli s približno 3 nm debelo plastjo amorfnega SiO2 ter jih nadaljnje funkcionalizirali z derivatom GOPTS-bPEI, ki je v svoji strukturi bogat z aminskimi skupinami, znanimi kot kelatorji kovin. Aminske skupine smo uporabili za kelacijo kovin in posledično omogočili njihovo odstranitev. Po končani sintezi smo izvedli površinsko ATR-FTIR spektroskopijo in uspešno dokazali prisotnost želenih funkcionalnih skupin v nanodelcih. V diplomskem delu smo združili dve metodi za odstranjevanje težkih kovin iz trdnih materialov in jih uporabili na primeru digestata aktivnega blata. Združili smo kemijsko izluževanje s kislinami ter adsorpcijo kovin na modificirane magnetne nanodelce. Z združitvijo teh metod smo želeli povečati učinkovitost odstranitve težkih kovin. Pred adsorpcijo smo vzorce trdne frakcije digestata izpostavili kislinam. Najprej smo primerjali učinkovitost ekstrakcije glede na vrsto kisline, pri čemer smo uporabljali 0,2 M citronsko kislino in 0,2 M oksalno kislino, zraven tega smo preučevali še učinkovitost ekstrakcije glede na kontaktni čas. Za primerjavo smo izvedli tudi poskuse z digestati, pri katerih smo kovine ekstrahirali le z vodo. V drugem delu smo na pridobljenih ekstraktih izvedli poskuse adsorpcije kovin s sintetiziranimi modificiranimi magnetnimi nanodelci in tako preučili vpliv pH vrednosti ter vpliv mase nanodelcev na učinkovitost adsorpcije težkih kovin. Izračunali smo adsorpcijske kapacitete za posamezne kovine ter določili celokupno adsorpcijsko kapaciteto nanodelcev pri posameznem vzorcu. Koncentracije težkih kovin smo določili z atomsko adsorpcijsko spektroskopijo (AAS). Ugotovili smo, da se je iz testiranih vzorcev ob uporabi citronske kisline izlužilo največ cinka (dosegli smo kar 97,6 % učinkovitost), najmanj pa se ekstrahira bakra. Primerjava učinkovitosti ekstrakcije je pokazala, da je citronska kislina primernejša za izluževanje cinka, niklja in kadmija, oksalna kislina pa je primernejša v primeru bakra. Rezultati odstranjevanja težkih kovin z modificiranimi magnetnimi nanodelci so pokazali, da so nanodelci najučinkovitejši pri odstranjevanju niklja. Najvišjo adsorpcijsko kapaciteto smo dosegli v primeru cinku (24,0 mg/g). Najvišja celokupna adsorpcijska kapaciteta, ki smo jo dosegli, je bila 27,42 mg/g.
Ključne besede: odstranjevanje težkih kovin, digestat aktivnega blata, izluževanje kovin s kislino, adsorpcija, magnetni nanodelci
Objavljeno: 08.10.2020; Ogledov: 119; Prenosov: 37
Celotno besedilo (1,69 MB)