Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Vse večja uporaba plastike vodi k vse večjemu številu odpadkov, ki prevečkrat pristanejo v naravi in jo onesnažujejo. Vse bolj alarmantno stanje kliče po hitrem iskanju rešitev, predvsem pri recikliranju uporabljene plastike in njeni ponovni uporabi. Eden izmed pogosto uporabljenih materialov je plastika ojačena z ogljikovimi vlakni, ki se uporablja predvsem v izdelavi prevoznih sredstev. Predstavnik te skupine materialov je tudi polikarbonat, ojačen z ogljikovimi vlakni. Namen diplomske naloge je bil z uporabo podkritične vode raziskati razgradnjo polikarbonata, ojačenega z ogljikovimi vlakni in analizirati sestavo pridobljenih produktov. Eksperimente smo izvedli v šaržnem reaktorju pri več različnih temperaturah (250 °C, 300 °C in 350 °C) in pri različnih časih (5, 15, 30, 60 in 120 min) in razmerju material voda 1:5. Produkte smo dobili v različnih fazah in sicer plinski, vodni, trdni in dietiletrski (DEE) fazi. Najprej smo analizirali izkoristke posamezne faze. Največji izkoristek trdne faze (90,5 %) smo določili pri temperaturi 250 °C in času 60 min, kar pomeni, da pri teh pogojih še nismo dosegli učinkovite razgradnje materiala. Najvišji izkoristek DEE faze (63,8 %) smo določili pri 300 °C in 30 min, ta se je nato pri nadaljnjih reakcijah s časom in temperaturo zniževal. Izkoristka plinske faze (19,2 %) in vodne faze ( 5,5 %) sta prav tako naraščala s časom in temperaturo in dosegla maksimum pri temperaturi 350 °C in 120 min. Za določitev komponent v plinski in DEE fazi smo izvedli GC-FID analizo. V DEE fazi smo določili bisefenol A, ki je največji delež (44,6 %) dosegel pri temperaturi 250 °C in času 60 min. Pomemben razgradni produkt je bil tudi fenol, ki je maksimum (57,5 %) dosegel pri temperaturi 350 °C in času 120 min. V plinski mešanici je bilo največ butena (v območju 16 - 70 %), sledila sta mu aceton, pri temperaturah 250 °C in 300 °C, ter propen pri temperaturi 350°C. S FTIR analizo smo analizirali trdne faze po razgradnji in ugotovili, da se z večanjem temperature in reakcijskega časa, v njej nahajajo le ogljikova vlakna, brez ostankov PC materiala. Z analizo vodne faze smo določili količino prisotnega ogljika, ki se je pri temperaturi 250 °C s podaljšanjem časa povečala (od 8,7 % do 9,9 %). Podobno se je pri temperaturi 300 °C koncentracija ogljika v vodni fazi do časa 30 min povečevala(od 12,9 % do19,1 %), nato pa se je začela zmanjševati. Pri temperaturi 350 °C pa se je vrednost ogljika s podaljševanjem časa reakcije zniževala (od 13,5 % do 5,7 %). Rezultati kažejo na to, da je hidrotermična razgradnja polikarbonata, ojačenega z ogljikovimi vlakni, obetajoča alternativna metoda recikliranja s katero lahko, ne le pridobimo ogljikova vlakna, temveč tudi druge uporabne razgradne produkte.
Ključne besede: polikarbonat, hidrotermični postopki, podkritična voda, recikliranje, ogljikova vlakna
Objavljeno v DKUM: 28.10.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 6
Celotno besedilo (3,72 MB)

Opis: Diplomsko delo obravnava hidrotermično depolimerizacijo polikarbonata, ojačanega s steklenimi vlakni (GFPC) z uporabo podkritične vode. Eksperimenti so bili izvedeni v visokotlačnem in visokotemperaturnem šaržnem reaktorju pri temperaturah 250 °C, 300 °C in 350 °C ter reakcijskih časih od 5 do 120 minut. Produkti razgradnje GFPC materiala so nastali v plinski, vodni, trdni in dietiletrski fazi. Uporabljene analitske metode so bile FTIR (za trdno fazo), TGA (za karakterizacijo osnovnega materiala), GC-FID (za dietiletersko in plinsko fazo) ter TC (za vodno fazo). Najvišji izkoristek trdne faze je bil določen pri 250 °C in 60 min z 42,4 % ter predstavlja najnižjo razgradnjo GFPC materiala. Steklena vlakna v trdni fazi ostajajo nespremenjena pri vseh pogojih in znašajo 30 %. Maksimalen izkoristek dietiletrske faze je bil določen pri 350 °C in 5 min s 66,9 %, s podaljševanjem reakcijskega časa pa se je pričela nadaljnja razgradnja produktov v plinsko fazo. Glavne komponente dietileterske faze so bisfenol A (BPA), fenol in 4-izopropilfenol. Najvišji izkoristek BPA je bil dosežen pri 250 °C pri 60 min (48,48 %) in pri 300 °C in 5 min (52,79 %). Z višanjem temperature in daljšanjem časa se je BPA razgrajeval v enostavnejše fenole. Najvišji izkoristek plinske faze (23,4 %) smo določili pri 350 °C in 120 min. V plinski fazi smo identificirali CO2, metan, aceton, 1-penten, etan, eten, propen in 1-buten. Največji delež v plinski fazi je predstavljal aceton (97,3 %). Tekom razgradnje GFPC materiala smo v vodnih fazah določili nizke izkoristke, kjer smo pri 300 °C in 120 min določili maksimalno vrednost (2,3 %). Metoda hidrotermične depolimerizacije v podkritični vodi se izkaže kot učinkovita, okolju prijazna in selektivna alternativa konvencionalnim postopkom recikliranja takšnih kompozitov. Rezultati prispevajo k razumevanju razgradnih mehanizmov polimerov ter nudijo osnovo za nadaljnje raziskave na področju ponovne uporabe nastalih produktov.
Ključne besede: polikarbonat, steklena vlakna, hidrotermična depolimerizacija, podkritična voda, bisfenol A, recikliranje
Objavljeno v DKUM: 18.09.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 10
Celotno besedilo (2,05 MB)

Opis: Uporaba plastike v vsakdanjem življenju drastično raste. Z večanjem količine plastičnih izdelkov se sorazmerno povečuje tudi število plastičnih odpadkov, kar predstavlja velik problem z vidika varovanja okolja. Razgradnja plastike v naravnem okolju je zelo počasen proces, zato raziskovalci iščejo metode za razgradnjo plastičnih mas, z namenom pridobitve dragocenih surovin, ki so primerne za nadaljnjo uporabo. Ena izmed pogosteje uporabljenih plastik je tudi polikarbonat (PC), ki se uporablja za proizvodnjo raznih izdelkov. Namen in cilj diplomskega dela je bil raziskati razgradnjo plastike iz PC v podkritični vodi in ugotoviti, katere uporabne produkte lahko pridobimo iz nje. Za proces razgradnje PC smo uporabili visokotlačni in visokotemperaturni šaržni reaktor. Eksperimente smo izvajali pri temperaturi 250 °C in reakcijskih časih 60 in 120 min, medtem ko smo pri temperaturah 300 in 350 °C reakcije izvajali pri 5, 15, 30, 60 in 120 min. Kot produkte hidrotermične razgradnje smo dobili oljno, plinsko, vodno in trdno fazo. Največji izkoristek oljne faze smo dosegli pri 350 °C po 15 min in je znašal 97,7 %. Pri 250 °C je najvišje izkoristke dosegla trdna faza, ki je predstavljala nerazgrajeno plastiko iz PC, zato se je izkazalo, da je temperatura 250 °C prenizka za uspešno razgradnjo. Analize oljne in plinske faze smo izvedli z metodo plinske kromatografije s plamensko ionizacijskim detektorjem (GC-FID), vodnim fazam smo določili totalni ogljik (TC) s TOC analizatorijem medtem ko smo trdne faze analizirali s Fourierjevo transformacijo z infrardečo spektroskopijo (FTIR). V oljni fazi smo določili tri glavne razgradne produkte: bisfenol A (BPA), 4-izopropilfenol in fenol. Maksimalni izkoristek BPA (40,9 %) smo dosegli pri 250 °C in 120 min, kar lahko pripišemo začetni razgradnji PC v glavni monomer BPA. S podaljševanjem reakcijskega časa in z naraščajočo temperaturo je izkoristek BPA upadal, zaradi pretvorbe v nadaljnje komponente (fenol in 4-izopropilfenol). V plinski fazi so bili poleg CO2 prisotni večinoma alkani in alkeni. Z naraščajočo temperaturo in podaljševanjem reakcijskega časa je naraščalo število prisotnih komponent v plinski mešanici, kot posledica razpada daljših ogljikovodikov na krajše. Ugotovili smo, da je hidrotermična razgradnja PC uspešna metoda in predstavlja alternativni pristop recikliranja plastike iz PC, s katerim lahko pridobimo vredne razgradne produkte, ki so primerni za nadaljnjo uporabo.
Ključne besede: hidrotermična razgradnja, polikarbonat, podkritična voda, kemijsko recikliranje, BPA
Objavljeno v DKUM: 18.09.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 158
Celotno besedilo (2,70 MB)

Opis: V magistrskem delu smo odpadno barvno in brezbarvno volno hidrotermično reciklirali in s tem želeli pridobiti čimvišje izkoristke in molekulske mase nastalih keratinskih produktov. Prav tako pa je bil naš namen, da bi z različnimi tehnikami uspešno razbarvali barvne volnene odpadke. Izolacija keratina iz volnenih tekstilnih odpadkov s podkritično vodo je tako potekala pri temperaturi 180 in 200 °C ter reakcijskem času 10, 30 in 50 minut, kot material pa je bila uporabljena modra, oranžna in brezbarvna volna. Rezultati so pokazali, da je bil najvišji izkoristek (84,55 %) keratina dosežen v primeru modre volne pri pogojih 200 °C in 50 minut. Najnižji izkoristek keratina (19,38 %) pa smo dosegli v primeru oranžne volne pri 180 °C ter 10 minut. Pridobljene keratinske produkte smo ustrezno okarakterizirali s FTIR-ATR spektroskopijo ter jim s pomočjo SDS-PAGE elektroforeze določili molekulske mase, ki so v vseh primerih znašale med 3,5 in 15 kDa. Tekom razgradnje v podkritični vodi smo sicer ugotovili, da so barvila iz odpadne barvne volne še vedno prisotna v reakcijski mešanici, a niso bistveno vplivala na lastnosti keratinskega produkta. Tako smo v nadaljevanju barvne volnene odpadke poskušali razbarvati še z uporabo nadkritičnega CO2. Pri tem se je odstranilo le 9,6 % oranžnega barvila in samo 4,8 % modrega barvila. Volno smo poskusili razbarvati še s pomočjo ocetne kisline, vodikovega peroksida, amonijevega persulfata in 0,4 % natrijevega hipoklorita. Pri hidrolizi z ocetno kislino smo ugotovili, da je razbarvanje odvisno od količine dodane kisline, saj se je največ barvila (11,74 %) odstranilo v primeru dodatka 4 mL ocetne kisline (k 40 mL vode v reaktorju), kjer pa smo že opazili začetno razgradnjo materiala v keratinske produkte. Vidno razbarvanje odpadne modre in oranžne volne pa smo dosegli z dodatkom vodikovega peroksida in amonijevega persulfata, a smo v nadaljevanju prav tako ugotovili, da je tekom razbarvanja prišlo do deformacije materiala.
Ključne besede: odpadna volna, keratin, razbarvanje, elektroforeza, FTIR-ATR spektroskopija, podkritična voda, nadkritični CO2
Objavljeno v DKUM: 14.09.2023; Ogledov: 487; Prenosov: 59
Celotno besedilo (6,32 MB)

Opis: Živimo v obdobju energetske krize in nenehnega onesnaževanja okolja. Večina odpadkov iz biomase se pusti na polju, da se ti naravno razgradijo, zavržejo na odlagališčih ali pa se sežgejo, posledica česar je resno onesnaževanje okolja, kot so emisije toplogrednih plinov in poslabšanje kakovosti zraka. Torej, običajno odpadno biomaso le zavržemo, medtem ko le-ta vsebuje bogate komponente, katere bi lahko ponovno uporabili. Koruzni storži so zraven koruzne lupine glavni stranski produkti koruze in se štejejo kot stranski proizvodi z nizkim dobičkom. Te vrste kmetijskih stranskih proizvodov so v naravi široko dostopne in obnovljive. Koruzni storž je, kot ostala lignocelulozna biomasa, sestavljen iz hemiceluloze, celuloze in lignina, ter z nizko vsebnostjo beljakovin in maščob. Ta rastlinska biomasa je industrijskega pomena, saj lahko s primernimi tehnikami iz nje pridobimo vredne spojine kot so glukoza, ksiloza, acetat, furfural, levulinska kislina, hidroksimetilfurfural ter lignin. Z uporabo podkritične vode, kot zelene tehnologije, smo iz koruznih storžev ekstrahirali te vredne komponente pri različnih reakcijskih pogojih, in sicer pri različnih temperaturah (150 °C, 170 °C, 200 °C in 250 °C) ter pri različnih reakcijskih časih (10 min, 30 min in 60 min). Pri tem smo preučili vpliv reakcijskih pogojev na izkoristke ekstrakcij, antioksidativno aktivnost, vsebnost totalnih fenolov, vsebnost celokupnih ogljikovih hidratov in vsebnost furfuralov, prav tako pa smo opravili tudi FTIR analizo. Ugotovili smo, da so izkoristki ekstrakcije s časom in temperaturo naraščali do 200 °C in 10 min, kjer smo dosegli tudi najvišji izkoristek. Z nadaljnjim podaljševanjem reakcijskega časa in višanjem temperature pa je izkoristek ekstrakcije pričel upadati. Z DPPH smo preučili antioksidativno aktivnost in pri tem smo ugotovili, da v vseh primerih vrednosti ne presežejo več kot 50 %. V splošnem antioksdiativna aktivnost narašča z naraščanjem temperature in podaljševanjem reakcijskega časa. Pri temperaturi 200 °C in reakcijskem času 60 minut smo zaznali najvišje vsebnosti totalnih fenolov (9,44 mg GA/g materiala), celokupnih ogljikovih hidratov (25 mg COH/g materiala) in furfuralov (694,59 mg furfuralov/g ekstrakta). S tem smo potrdili, da so koruzni storži res pomembna biomasa za proizvodnjo furfurala. Ti so organske molekule lignocelulozne biomase in so pomembni za pridobivanje topil, monomerov in farmacevtskih izdelkov. V nadaljevanju smo z FTIR analizo material pred in po separaciji vrednih komponent iz koruznih storžev ustrezno okarakterizirali, in potrdili prisotnost značilnih funkcionalnih skupin: alkoholna skupina, C-H skupina, alkenska skupina, acetilna skupina in izocianatna skupina.
Ključne besede: koruzni storži, podkritična voda, biomasa, vredne spojine, furfurali
Objavljeno v DKUM: 11.09.2023; Ogledov: 572; Prenosov: 144
Celotno besedilo (4,90 MB)