1. Mehanizem hitre tvorbe bainita pri nizkih temperaturah : doktorska disertacijaPeter Kirbiš, 2022, doktorska disertacija Opis: V okviru doktorske disertacije je bil razvit nov postopek hitre tvorbe bainita v jeklih ter posledično nova skupina bainitnih jekel, ki imajo izjemno hitro kinetiko tvorbe bainita pri nizkih temperaturah, običajno pod 250°C. Za ta jekla je značilen razvoj izjemno fine bainitne mikrostrukture med kontinuirnim ohlajanjem/kaljenjem iz temperature avstenitizacije, ne da bi pri tem potrebovali izotermne toplotne obdelave. Udarna žilavost in druge mehanske lastnosti ostajajo v skladu z najpogostejšimi zahtevami glede žilavosti in standardnimi specifikacijami, hkrati pa ohranjajo zadostno prekaljivost za zagotovitev homogenih lastnosti znotraj velikih presekov. Ta jekla imajo visoko trdoto do 65HRC in majhno geometrijsko popačenje oz. distorzijo med toplotno obdelavo.
Zaradi teh lastnosti so novo razvita jekla še posebej primerna za izdelavo orodij za delo v hladnem, nožev, balistične zaščite ter strojnih delov visoke trdnosti.
Ključna značilnost teh jekel je tvorba bainitnih nukleusov pri visoki temperaturi in hitra rast bainitnega ferita pri nizki temperaturi. To je v nasprotju z običajnimi oz. splošno poznanimi jekli in železovimi zlitinami, znotraj katerih se ta dva koraka izvajata sočasno. Metoda, s katero smo to dosegli, se je poimenovala kinetična aktivacija bainita -KAB in skupine zlitin KAB jekla.
Ključne besede: Jeklo, Bainit v jeklih, nanostrukturni bainit, mehanizmi utrjanja, kinetika tvorbe bainita
Objavljeno v DKUM: 08.06.2023; Ogledov: 230; Prenosov: 34
 Celotno besedilo (8,84 MB) |
2. Kinetično modeliranje epoksidacije etilena na srebrovih katalizatorjih : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeManca Potočnik, 2023, diplomsko delo Opis: V diplomskem delu smo raziskovali reakcijo epoksidacije etilena na srebrovih katalizatorjih. Epoksidacija etilena je komercialno ena najpomembnejših selektivnih oksidacijskih reakcij. Etilen epoksid je vsestransko uporabna kemikalija, ki se neposredno uporablja za sterilizacijo in dezinfekcijo, kot fungicid, še pogosteje pa kot surovina za pridobivanje drugih spojin (etilen glikol, detergenti, etanolamini, itd.). Navadno ga pridobivamo kot produkt nadzorovane oksidacije etilena s kisikom na srebrovem katalizatorju, saj ta ne prekine vezi med vodikom in ogljikom, kar bi vodilo v reakcijo gorenja. Katalizatorju pogosto dodamo cezij, klor, baker ali žlahtne kovine in s tem povečamo njegovo selektivnost.
V tem diplomskem delu s pomočjo matematičnega modela v programskem jeziku Python raziskujemo, kako različni pogoji vplivajo na hitrost reakcije in njeno selektivnost na različnih srebrovih katalizatorjih. Zanima nas, kako se spreminja selektivnost, katera temperatura je najugodnejša, kateri tlak izberemo za najoptimalnejši potek reakcije in kateri naj bo katalizator.
Ključne besede: mikrokinetični model, epoksidacija, kinetika, srebro, katalizator
Objavljeno v DKUM: 14.04.2023; Ogledov: 358; Prenosov: 32
Celotno besedilo (1,87 MB) |
3. Sinteza makroporoznih kroglic na osnovi ionsko-nabitih monomerov z uporabo multiplih-emulzij in njihova uporaba kot adsorbentov za odstranjevanje težkih kovin : magistrsko deloIrena Abramović, 2022, magistrsko delo Opis: V magistrski nalogi smo sintetizirali visokoporozne polielektrolitne polimere v obliki monolitov in kroglic, imenovane poliHIPE materiali. PoliHIPE monolite smo pripravili z emulzijsko polimerizacijo, medtem ko smo kroglice pripravili s sedimentacijsko polimerizacijo multiplih emulzij. Oba tipa polielektrolitnih adsorbentov sta bila na osnovi 2-akrilamido-2-metilpropansulfonske kisline (AMPS) in akrilamida (AAM). Prisotnost porozne morfologije smo analizirali z elektronsko vrstično mikroskopijo (SEM), kemijsko in elementno sestavo pa z infra-rdečo (FTIR) spektroskopijo in elementno analizo.
V nadaljevanju smo raziskali adsorpcijske lastnosti in kinetiko adsorpcije PAMPS poliHIPE materialov. Preučevali smo, kako oblika (monolit v primerjavi s kroglicam), količina ionskih skupin (PAMPS 100 in PAMPS 50) ter poroznost vplivajo na adsorpcijske procese. Za primerjavo vpliva poroznosti, smo uporabili ne-porozne, komercialno dostopne kroglice na osnovi sulfoniranega polistirena. Pripravili smo modelne raztopine cinkovih (Zn(NO3)2), železovih (Fe(NO3)3) in aluminijevih (Al(NO3)3) ionov, ter spremljali proces adsorpcije kot funkcijo časa. Za ta namen smo uporabili emisijsko atomsko spektrometrijo (FAAS). Izkazalo se je, da spremenjeno število ionskih skupin ni tako zelo vplivalo na hitrost adsorpcije, saj je bila le-ta zelo podobna pri obeh tipih monolita (PAMPS 100M in PAMPS 50M) kot tudi kroglic (PAMPS 100K in PAMPS 50K). Rezultati so pokazali, da sta oblika in poroznost vplivala na hitrost adsorpcije. Adsorpcija v primeru kroglic je potekla hitreje kot pri uporabi monolita (vpliv oblike), prav tako pa je bila adsropcija hitrejša v primeru poroznih kroglic kot pri neporoznih komercialnih kroglicah (vpliv poroznosti). S pomočjo enačb za linearizirana modela psevdo-prvega reda in psevdo-drugega reda, smo določili po katerem modelu je potekala adsorpcija vsakega adsorbenta v vseh treh raztopinah kovin. Adsorpcijske lastnosti in kinetiko adsorpcije smo spremljali tudi pri višjih temperaturah, 35 °C in 50 °C ter izračunali kateremu kinetičnemu modelu sledijo.
Ključne besede: PoliHIPE, polielektroliti, multiple emulzije, težke kovine, adsorpcija, kinetika
Objavljeno v DKUM: 06.01.2023; Ogledov: 440; Prenosov: 42
Celotno besedilo (5,45 MB) |
4. Obravnava kinetike in mehanizma reakcije pirolize smrekovega lesa : magistrsko deloErik Mihelič, 2022, magistrsko delo Opis: Biooglje (BO) se vse bolj uveljavlja kot dodatek k zemlji za izboljšanje njenih lastnosti in kot metoda direktne trajne vezave ogljika. BO deluje kot inertni material z ustrezno specifično površino in drugimi koristnimi lastnostmi pri izboljševanju strukture in lastnosti rodovitnih tal. Ker je proizvodnja BO tesno povezana s postopkom pirolize lesne biomase, smo se v magistrski nalogi osredotočili na raziskavo kinetike ter mehanizma pirolize, za lesno biomaso pa smo izbrali smrekov les v obliki preizkušancev konstantnih dimenzij. Prvi namen raziskav je bil ugotoviti ustrezen kinetični model, ki bo najbolje popisal eksperimentalne podatke, poiskati kinetične parametre ter oboje primerjati z rezultati, analiziranimi preko že obstoječih kinetičnih pristopov kot so: Arrhenius-ov model (AM), Friedmanova metoda, Ozawa-Flynn-Wall (OFW) metoda in Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) metoda. Eksperimentalne podatke termo gravimetrične analize (TGA) smrekovega vzorca smo analizirali s pomočjo programskega okolja Python in raziskali alternativni kinetični pristop, katerega smo poimenovali modificiran Arrhenius-ov model (MAM). Prednost MAM je v tem, da vključuje mehanizme glavnih lesnih komponent, hemiceluloze, celuloze in lignina, medtem ko vsi ostali modeli reakcijo pirolize obravnavajo enodimenzionalno. Naslednji namen magistrske naloge je bil popisati termodifuzijske fenomene s področja nestacionarnega prenosa toplote in z vrednostjo Biot-ovega števila dokazati, da debelina lesnega valja ne vpliva na potek pirolizne reakcije, kar pomeni da je notranji toplotni upor zanemarljiv. Na koncu smo pirolizo smrekovih valjev (debeline 5 mm) izvedli še v večjem laboratorijskem piroliznem reaktorju (volumna 1 L) in rezultate primerjali z rezultati TGA. Takšen pristop omogoča spoznavanje povečevalnih kriterijev pri inženirski obravnavi načrtovanja industrijskih piroliznih reaktorjev.
Ključne besede: piroliza, smrekov les, kinetika, mehanizem, Python, prenos toplote
Objavljeno v DKUM: 05.10.2022; Ogledov: 377; Prenosov: 45
Celotno besedilo (5,43 MB) |
5. Termična obdelava odpadkov nastalih pri vzreji živali : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeNeža Šantl, 2022, diplomsko delo Opis: Namen diplomske naloge je bila termična obdelava odpadkov iz vzreje živali in karakterizacija nastalih produktov. Kot testne vzorce smo uporabili iztrebke perutnine, steljo, ter njuno mešanico (razmerje 1:1). Termično obdelavo smo izvedli z metodo torefikacije (pri obratovalnih temperaturah 200 in 250 °C) in metodo hidrotermalne karbonizacije (pri 250 °C). S torefikacijo smo pridobili bio-oglje, s hidrotermalno karbonizacijo pa hidro-oglje in procesne tekočine. Produkte smo kemijsko karakterizirali in naredili primerjavo glede na vrsto surovine in metodo obdelave. Karakterizacijo surovin in trdnih produktov smo izvedli z elementno in FTIR analizo, analizo kurilne vrednosti, vsebnosti hlapnih snovi, vlage in pepela. Dodatno smo naredili termogravimetrično (TGA) analizo sežiga vzorcev v zračni atmosferi in pridobljene podatke uporabili za kinetično modeliranje. S pomočjo Flynn—Wall—Ozawa (FWO) kinetičnega modela smo določili kinetične in termodinamske parametre posameznih vzorcev. V procesnih tekočinah smo analizirali parametre TOC, KPK, skupni dušik in skupni fosfor, ter vsebnost skupnih fenolov. Z namenom preizkušanja možnosti uporabe produktov kot izboljševalcev tal za kmetijske namene smo na izbranih vzorcih izvedli teste kaljivosti z vrtno krešo. Ugotovili smo, da se karakteristike produktov posamezne surovine glede na vrsto termične obdelave bistveno razlikujejo. Metoda torefikacije daje pri izbrani temperaturi oglje z višjo vsebnostjo C in višjo teoretično kurilno vrednostjo. Temperatura torefikacije ima vpliv na karakteristike produktov. Trdni produkti so imeli karakteristike podobne premogu. FTIR analiza je pokazala spremembe v hidroksilnih skupinah celuloze, hemiceluloze in lignina ter v aromatskih funkcionalnih skupinah. FWO kinetični model se je izkazal kot primeren za opis kinetičnih parametrov, saj je izkazal visoke vrednosti koeficientov ujemanja. Testi kaljivosti z vrtno krešo so pokazali, da imajo testirani produkti torefikacije in hidrotermalne karbonizacije perspektivo za uporabo v agrarne namene.
Ključne besede: termična obdelava, odpadki živinoreje, torefikacija, hidrotermalna karbonizacija, termogravimetrična analiza, kinetika
Objavljeno v DKUM: 13.09.2022; Ogledov: 400; Prenosov: 68
Celotno besedilo (4,01 MB) |
6. Mezoporozni materiali: uporaba v heterogeni katalizi : magistrsko deloRahil Bajra, 2022, magistrsko delo Opis: Namen našega magistrskega dela je bil s postopkom direktne sinteze sintetizirati katalizator na osnovi mezoporozne silike MCM-41. Po uspešni sintezi katalizatorja smo preverjali njegovo učinkovitost na reakciji esterifikacije miristinske kisline z metalom, pri čemer je nastal produkt metil miristat. Koncentracijo metil miristata smo določili s pomočjo HPLC z UV-VIS detektorjem. Reakcijo esterifikacije smo izvedli v šaržnem reaktorju pri različnih temperaturah (50, 55, 60 in 64,5) ⁰C in različnih dodanih masah katalizatorja (0,05, 0,075, 0,1 in 0,125) g. Kinetiko smo izvajali pri različnih masah in temperaturah, da bi lažje določili kinetične parametre. Pri najvišji temperaturi in največji masi katalizatorja smo preverjali aktivnost katalizatorja po ponovni uporabi. Po 1. uporabi katalizatorja je njegova presnova znašala 81%, medtem ko po 4. uporabi je znašala 25 % kar nam pokaže, da je katalizator zelo aktiven in primeren za to vrstno reakcijo. S povišanjem temperature se je posledično koncentracija metil miristata povečevala, posledično se je tudi presnova miristinske kisline povečala. Po končani kinetiki smo določili še naslednje parametre: konstanto proizvodnosti, aktivacijske energije in pred-eksponentne faktorje z uporabo Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson-ovega modela.
V drugem delu magistrskega dela je sledila podrobna karakterizacija sintetiziranega mezoporoznega katalizatorja z naslednjimi metodami: DSC, BET, FTIR, TGA, NH3 fizisorpcija in DLS. S pomočjo temperaturno programirno desorpcije smo preverjali aktivnost katalizatorja na začetku in po 4. ponovni uporabi. Ugotovili smo, da je katalizator po 4. uporabi zmanjšal svojo aktivnost, saj so bila prisotna še šibka kislinska mesta. Rezultati analize so potrdili visoko specifično površino (922,95 m2/g) in volumen por (0,453 cm3/g). S pomočjo DLS analize smo ugotovili, da je povprečna velikost delcev znašala 1400 nm.
Ključne besede: esterifikacija, MCM-41, miristinska kislina, katalizator, kinetika
Objavljeno v DKUM: 05.09.2022; Ogledov: 320; Prenosov: 31
Celotno besedilo (2,10 MB) |
7. Katalitska učinkovitost kovinskih katalizatorjev na konvencionalnih TiO2 nosilcih : magistrsko deloMartin Ćeranić, 2022, magistrsko delo Opis: V okviru magistrske naloge smo sintetizirali katalizatorje na osnovi TiO2 z aktivno soljo AlCl3. Ti katalizatorji so bili aktivni in s tem tudi primerni za reakcijo med metanolom in miristinsko kislino. Sintetizirani katalizatorji so imeli različna masna razmerja med TiO2 in AlCl3. Katalizatorje smo pripravili tako, da smo s postopkom mokre impregnacije na nosilec TiO2 vezali AlCl3.
Učinkovitost katalizatorja smo preverjali na reakciji esterifikacije miristinske kisline z metanolom v reaktorskem sistemu EasyMax 102. Reakcijo smo izvajali v majhnih reaktorjih, podobnih nekoliko večjim epruvetam, ki smo jih lahko zamašili z zamaškom. Reakcije smo izvajali z različnimi količinami sintetiziranega katalizatorja, m = (0,05, 0,075, 0,1, 0,2, 0,3 in 0,4) g. Nato smo pripravili raztopino, ki je vsebovala 0,15 g miristinske kisline, ki smo jo raztopili v metanolu in v 10 mL bučki dopolnili do oznake. Vzorce smo jemali iz reaktorskega sistema v različnih časovnih intervalih t = (¼, ½ , ¾, 1, 1,5, 2, 3, 4 in 5) h. Po končanih meritvah smo vzorce analizirali na napravi HPLC z UV-VIS detektorjem.
V magistrskem delu smo za karakterizacijo katalizatorjev uporabili temperaturno programirano desorpcijo (TPD), infrardečo spektroskopijo s Fourierjevo transformacijo FTIR, N2 adsorpcioa BET, termogravimetrično analizo (TGA) in diferenčno dinamično kalorimetrijo (DSC). S programom Scientist od MicroMath in ob uporabi Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson-ovega modela (LHHW) ter Arrhenius-ove zveze smo določili kinetične parametre preiskovanega sistema: konstante proizvodnosti, aktivacijske energije in pred-eksponentne faktorje.
Potrdili smo znano dejstvo, da presnove naraščajo s časom, kakor tudi, da presnova narašča hitreje, ko željena reakcija poteka pri višjih temperaturah. Zaznali smo, da presnova narašča hitreje pri tistih reakcijah, katere so imele na nosilec TiO2 več vezanega AlCl3. Iz rezultatov naših raziskav razberemo, da so bila na katalizatorju prisotna šibka kislinska mesta in da se je ob ponovni uporabi aktivnost katalizatorja močno zmanjšala. Prisotnost šibkih vezi v katalizatorju je bila potrjena z analizo TPD.
V nadaljevanju smo ugotovili, da se aktivacijska energija preučevane reakcije zmanjšuje z večanjem mase AlCl3 na katalizatorju. Večjo aktivnost smo dosegli z bolj grobo zrnatim TiO2, manj primeren nosilec je bil fino zrnat oz. nano zrnat TiO2. Iz rezultatov analize BET smo lahko sklepali, da imajo naši katalizatorji majhno poroznost.
Ključne besede: katalizator, TiO2, metil miristat, miristinska kislina, kinetika, Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson kinetični model
Objavljeno v DKUM: 26.07.2022; Ogledov: 414; Prenosov: 59
Celotno besedilo (4,15 MB) |
8. Izolacija učinkovin industrijske konoplje ter sinergistični učinek mešanic materialov družine Zingiberaceae : magistrsko deloSimona Sedonja, 2022, magistrsko delo Opis: Namen magistrskega dela je raziskati vpliv mešanic industrijske konoplje z ingverjem, kurkumo in kardamomom. Ekstrakti so bili pridobljeni iz posameznih naravnih materialov in kot mešanice industrijske konoplje s posameznimi člani družine Zingiberaceae v razmerju 1 : 1. Pridobivali smo jih z dvema metodama, s superkritično ekstrakcijo pri p = 250 bar in T = 50 °C ter z ultrazvočno ekstrakcijo ob uporabi etanola kot topila. Višje izkoristke ekstrakcij posameznih rastlinskih materialov smo dosegli v primeru ultrazvočne ekstrakcije, z izjemo industrijske konoplje, ki se je v večji meri izločila pri superkritični ekstrakciji. Prav tako so pri omenjeni vrsti ekstrakcije mešanice industrijske konoplje z ingverjem, kurkumo in kardamomom dosegale višje izkoristke. Hkrati smo pri superkritičnem pridobivanju ekstraktov spremljali kinetiko, kjer so se najhitreje ekstrahirale komponente kurkume, medtem ko so komponente industrijske konoplje za izločitev potrebovale največ časa. Sledila je statistična obdelava podatkov, kjer smo s programom ANOVA potrdili, da ne prihaja do statistično pomembnih razlik pri antioksidantih in totalnih fenolih, hkrati pa opazili, da je prišlo do sinergističnega učinka antioksidantov v primeru mešanice industrijske konoplje in kardamoma. Pri omenjeni mešanici se prav tako izloči več alfa terpinil acetata kot pri samem kardamomu. Pozitiven vpliv mešanic smo zaznali še v primeru industrijske konoplje in ingverja, kjer se je izločilo več komponente CBD. Nadalje nam je s Pearsonovim korelacijskim testom uspeli dokazati močno statistično značilno korelacijo med antioksidanti in totalnimi fenoli, antioksidanti in biološko aktivnimi komponentami ingverja ter med samima komponentama ingverja (6-gingerolom in 6-shogaolom).
Ključne besede: Industrijska konoplja, Zingiberaceae, mešanice, kinetika ekstrakcij, sinergistični učinek
Objavljeno v DKUM: 13.07.2022; Ogledov: 572; Prenosov: 164
Celotno besedilo (2,37 MB) |
9. Magnetno segrevanje magnetnih nanokompozitov za pripravo večelementnih katalizatorjev : magistrsko deloAmadej Murovec, 2022, magistrsko delo Opis: Namen magistrskega dela je bil preučiti vpliv pogojev magnetnega segrevanja na nastanek večelementnih katalizatorjev, preučiti katalizatorje z uporabo presevne elektronske mikroskopije in drugih relevantnih metod ter testirati aktivnost katalizatorjev v tehnološko relevantnih reakcijah.
S hidrotermalno sintezo Fe2+ in Fe3+ sem pripravil suspenzijo magnetnih nanodelcev, katerih površina je bila v nadaljevanju funkcionalizirana z adsorpcijo citronske kisline v namen povečanja stabilnosti suspenzije. Z gravimetrično analizo je bila ocenjena dobra stabilnost suspenzije in določen delež na magnetnih nanodelcih adsorbirane citronske kisline – 3 %. Ogljikova podlaga je bila pripravljena s hidrotermalno karbonizacijo raztopine glukoze v prisotnosti suspenzije magnetnih nanodelcev. Pripravljena ogljikova podlaga je bila žgana in mleta v namen povečanja primernosti za uporabo v katalitske namene, z meritvijo magnetnih lastnosti pa je bilo določeno feromagnetno obnašanje in primernost za segrevanje v zunanjem izmeničnem magnetnem polju na račun histereznih izgub. Na pripravljeno ogljikovo podlago so bili z različnimi sinteznimi tehnikami (precipitacija, impregnacija, solvotermalna sinteza in koprecipitacija) nanešeni katalitsko aktivni nanodelci rutenija in zlitinski nanodelci rutenij niklja. Nanešeni nanodelci so bili aktivirani z različnimi načini redukcije. S TEM analizo je bilo ugotovljeno, da so najmanjši in najbolj homogeno distribuirani rutenijevi delci pridobljeni s precipitacijo, največji in pogosto aglomerirani pa so zlitinski nanodelci, pridobljeni s koprecipitacijo.
Aktivnost katalizatorjev je bila testirana v tehnološko pomembni reakciji hidrodeoksigenacije 5-hidroksimetilfurfurala, kjer je bilo ugotovljeno, da so najaktivnejši katalizatorji pridobljeni s precipitacijo, najmanj pa tisti, pridobljeni s koprecipitacijo.
Ključne besede: rutenijevi katalizatorji, rutenij nikljevi katalizatorji, magnetno segrevanje, sinteza katalizatorjev, 5-hidroksimetilfurfural, reakcijska kinetika
Objavljeno v DKUM: 31.01.2022; Ogledov: 604; Prenosov: 64
Celotno besedilo (7,22 MB) |
10. Uporaba pod- in nadkritične vode za predelavo odpadne plastike : doctoral disertationMaja Čolnik, 2021, doktorska disertacija Opis: Doktorska disertacija obravnava kemijsko razgradnjo najpogosteje uporabljenih plastičnih odpadkov z uporabo pod- in nadkritične vode v uporabne produkte. Doktorsko disertacijo smo razdelili na tri dele. V prvem delu doktorske disertacije smo izvedli hidrotermično razgradnjo brezbarvnih in barvnih odpadnih PET plastenk. Poskuse smo izvajali v visokotemperaturnem in visokotlačnem šaržnem reaktorju pri temperaturah od 250-400 °C in reakcijskem času od 1-30 minut. Pri hidrolizi PET odpadkov so nastali primarni in sekundarni produkti. Glavni produkt razgradnje je bila TPA, ki smo jo po reakciji prečistili in določili izkoristek reakcije. Ugotovili smo, da pri 300 °C in 30 min v podkritični vodi dobimo najvišje izkoristke TPA iz brezbarvnih (90,0 ± 0,4% ) kot tudi iz barvnih (85,0 ± 0,2%) PET odpadnih plastenk. Čistote nastalih TPA smo analizirali s pomočjo HPLC, FTIR in TGA/DSC metod in ugotovili, da so njihove čistote zelo visoke in znašajo med 93-98%. Tekom reakcije so nastajali sekundarni produkti, kot so benzojska kislina, 1,4-dioksan, acetaldehid, IPA in CO2. S pomočjo analiziranih komponent v vodni in plinski fazi smo predpostavili mehanizem razgradnje PET odpadkov. Ocenili smo ekonomski in okoljski vpliv hidrotermične razgradnje PET. Ugotovili smo, da če bi povečali laboratorijski proces na industrijsko merilo, bi na letni ravni dosegli dobiček od prodaje TPA in bi znašal okrog 81 000 €. Pri tem bi kemijsko degradirali skoraj 1400 ton PET odpadkov. Okoljsko analizo hidrotermične razgradnje PET smo izvedli s pomočjo programske opreme OpenLCA in bazo podatkov Ecoinvent 3.6. Ugotovili smo, da so k splošnemu obremenjevanju okolja največ prispevale kategorije morska ekotoksičnost, globalno segrevanje in toksičnost za ljudi. Prav tako smo tekom študije o razgradnji PET odpadkov v podkritični vodi predstavili tudi kinetiko razgradnje kot ireverzibilno zaporedno reakcijo, kjer smo določili, da so reakcije za vse razgradne produkte 1.reda.
V drugem delu doktorske disertacije smo v nadkritični vodi degradirali poliolefine (PE in PP). Študirali smo razgradnjo PE in PP odpadne plastike ter za primerjavo degradirali še osnovni LDPE. Prav tako smo spremljali vpliv katalizatorja ocetne kisline na potek, razgradnjo in sestavo nastalih produktov. Eksperimente smo izvajali od 380 °C do 450 °C. Tekom razgradnje so v primeru PP in PE odpadkov nastale štiri faze oljna, plinska, vodna in trdna, med tem ko so v primeru osnovnega LDPE nastale le tri faze. Trdni preostanek pri PP in PE odpadkih smo pripisali razpadu aditivov. Metodo za določevanje lahkih ogljikovodikov in CO2 v plinski mešanici smo tudi razvili in validirali. Plinska faza je vsebovala lahke ogljikovodike (C1 do C6) in CO2, medtem ko oljno fazo po večini sestavljajo nasičeni in nenasičeni alifatski ogljikovodiki, aliciklični ogljikovodiki, aromatski ogljikovodiki in alkoholi. V primeru dodatka ocetne kisline smo ugotovili rahlo povišanje nastanka metana in CO2 v nastali plinski mešanici, zaradi razgradnje ocetne kisline v nadkritični vodi. Z višanjem reakcijskih pogojev je nastajalo manj oljne in več plinske faze. Na osnovi pridobljenih podatkov smo predstavili možen mehanizem razgradnje PP in PE v nadkritični vodi.
V tretjem delu doktorske disertacije smo študirali razgradnjo PVC odpadkov v nadkritični vodi pri temperaturi od 400-425 °C in časih od 30-60 min. Ugotovili smo, da PVC odpadki razpadejo na oljno, plinsko, vodno in trdno fazo. Maso kloridnih ionov v vodni fazi smo določili s pomočjo titracijske metode. Pri 400 °C in 30 min smo dobili najvišji izkoristek. Kemijsko sestavo oljne in plinske faze smo določili s pomočjo GC/MS metode. Ugotovili smo, da oljna faza podobno kot pri PE ali PP v glavnem vsebuje nasičene in nenasičene alifatske ogljikovodike, aliciklične ogljikovodike, aromatske ogljikovodike in alkohole. V primeru PVC plastike, pa smo v oljni fazi zasledili še halogenirane ogljikovodike (kloroalkane). Plinska faza je vsebovala le lahke ogljikovodike in CO2.
Ključne besede: Pod- in nadkritična voda, odpadna plastika, kemijsko recikliranje, polietilen tereftalat, polietilen, polipropilen, polivinilklorid, kinetika, tereftalna kislina, benzojska kislina, acetaldehid, 1, 4- dioksan, izoftalna kislina, plini, ogljikovodiki, surovo olje, gorivo
Objavljeno v DKUM: 11.06.2021; Ogledov: 1143; Prenosov: 0
Celotno besedilo (4,64 MB) |
