1. Modifikacija hidro-oglja pridobljenjega s hidrotermalno karbonizacijo za uporabo v procesu adsorpcije : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjePatricija Završki, 2023, diplomsko delo Opis: Namen diplomskega dela je bil izboljšati karakteristike oglja in adsorpcijsko kapaciteto oz. učinkovitost s pomočjo različnih modifikacij oglja. S procesom hidrotermalne karbonizacije (HTC) smo proizvedli hidro-oglje iz oljne pogače semen industrijske konoplje, ki še v tovrstne namene ni bila raziskana. Pridobljeno hidro-oglje smo kemijsko modificirali s štirimi različnimi kemijskimi reagenti (KOH, ocetna kislina, alkoholni kis, vinski kis). Kemijski obdelavi je sledila termična obdelava vzorcev (piroliza). Pridobljena aktivna hidro-oglja smo kemijsko karakterizirali, določili funkcionalne skupine na površini oglja, specifično površino ter zeta potencial. Modificirana oglja smo preizkusili v eksperimentih adsorpcije z barvilom metilen modro in določili adsorpcijsko kapaciteto posameznega oglja ter preučili vpliv modifikacije na samo adsorpcijo. Metilen modro se namreč lahko kopiči v ekosistemu in tako povzroča toksične učinke na živali, ljudi in rastline, zato ga je potrebno odstraniti iz odpadnih vod.
Vsa modificirana oglja, z izjemo enega vzorca, so bila uspešnejša pri odstranjevanju barvila metilen modro kot nemodificirano oglje, prav zaradi izboljšanih karakteristik in lastnosti, ki so jih povzročile kemijske modifikacije. Rezultati so pokazali, da je najvišjo adsorpcijsko kapaciteto dosegel vzorec modificiran s kalijevo bazo, 52,15 mg/g (100% učinkovitost odstranitve barvila). Najnižjo adsorpcijsko kapaciteto, 8,63 mg/g (16,32 %) je imelo oglje, modificirano z ocetno kislino. Drugo najvišjo kapaciteto, 42,55 mg/g (81,91 %) je imel vzorec modificiran z alkoholnim kisom, sledil mu je vzorec obdelan z vinskim kisom z adsorpcijsko kapaciteto 29,42 mg/g in 57,20 % učinkovitostjo. Presenetljivo pa nemodificirano oglje ni imelo najnižje kapacitete, saj je le-ta znašala 15,24 mg/g (29,33%) in je bila višja od kapacitete oglja modificiranega z ocetno kislino.
Ključne besede: kemijska modifikacija, hidro-oglje, hidrotermalna karbonizacija, adsorpcija, metilen modro, odstranjevanje onesnažil
Objavljeno v DKUM: 06.09.2023; Ogledov: 437; Prenosov: 90
 Celotno besedilo (4,89 MB) |
2. 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: 740; Prenosov: 402
Celotno besedilo (4,01 MB) |
3. Adsorpcija težkih kovin na bioogljeAndreja Sever, 2017, magistrsko delo Opis: Namen diplomskega dela je bil preučiti adsorpcijske lastnosti biooglja, pridobljenega iz odpadne biomase s postopkom hidrotermične karbonizacije (HTC), za adsorpcijo težkih kovin, in sicer Cd2+ in Pb2+ ionov. Kot odpadni biomaterial smo uporabili lubje listavca z velikim deležem taninov, skorjo kostanja.
Določili smo izkoristek biooglja pridobljenega s HTC ter izmerili zeta potencial, specifično površino, volumen por, povprečni premer por in velikost delcev. Biooglje smo pripravili brez in z dodatkom ocetne kisline in rezultate med seboj primerjali. Povprečni izkoristek in masa obeh pridobljenih vzorcev sta bila podobna. Nato smo izvedli ravnotežno adsorpcijo Cd2+ in Pb2+ ionov v odvisnosti od pH in koncentracije izhodne raztopine. Ravnotežna adsorpcija Pb2+ ionov v odvisnosti od pH je bila najboljša pri pH 2. Maksimalna kapaciteta adsorbenta za svinčeve ione je bila dosežena pri koncentraciji 12 mM in je znašala 151,80 mg/g adsorbenta. Adsorpcija Cd2+ ionov je bila najvišja pri pH 5, vendar je bila količina adsorbiranih ionov mnogo nižja kot Pb2+ ionov. Največjo specifično površino je imelo biooglje brez dodatka ocetne kisline, in sicer 12,8229 m2/g. Najnižjo vrednost zeta potenciala -19,00 mV je imel vzorec zdrobljenega biooglja, pridobljenega z dodatkom ocetne kisline. Velikost delcev je bila najvišja pri nezdrobljenih delcih biooglja. V tem primeru je imelo največji povprečni premer biooglje pridobljeno brez dodatka ocetne kisline, in sicer 3248 nm.
Ključne besede: adsorpcija, biooglje, hidrotermična karbonizacija, svinec, zeta potencial, BET
Objavljeno v DKUM: 22.11.2017; Ogledov: 1801; Prenosov: 166
Celotno besedilo (1,21 MB) |
4. Sinteza in karakterizacija biooglja pridobljenega iz različnih vrst odpadne biomase s subkritično vodoDarja Predikaka, 2016, magistrsko delo Opis: Namen magistrske naloge je sintetizirati in karakterizirati biooglje, ki smo ga dobili iz odpadne biomase s pomočjo subkritične vode.
Sinteza biooglja je potekala v subkritični vodi z različnimi odpadnimi materiali in z dvema različnima plinoma za vzpostavitev atmosfere v reaktorju, N2 in CO2. Temperature sinteze pri tem nismo spreminjali in je vedno znašala 225 °C. Da bi ugotovili vpliv sušenja na lastnosti biooglja, smo uporabljali klasični termični postopek sušenja in metodo s superkritičnim CO2. Določili smo izkoristek sinteze biooglja različnih materialov in dobljenim vzorcem določili zeta potencial, z adsorpcijo dušika smo izmerili specifično površino, volumen in povprečni premer por. Vsem vzorcem smo posneli tudi FTIR spekter. Vse rezultate smo primerjali tudi z lastnostmi komercialno dosegljivega aktivnega oglja.
Rezultati kažejo na najvišje izkoristke biooglja, ko smo za začetni material izbrali zmleto in z vodo predhodno ekstrahirano macesnovo skorjo. Pri teh pogojih smo dosegli 68,3 % izkoristek biooglja, ko smo uporabili dušik kot plin za vzpostavitev tlaka v sistemu, medtem ko smo pri vzorcu, ki je bil sintetiziran pri istih pogojih, a se je pri tem uporabil CO2, dobil produkt bolj enakomernejše oblike. Izkoristek biooglja pri uporabi CO2 kot plina za vzpostavitev tlaka v reaktorju je bil nekoliko nižji, in sicer 66,5 %. Rezultati merjenja zeta potenciala kažejo na to, da ima najnižji zeta potencial biooglje dobljeno iz mlete in v vodi predhodno ekstrahirane macesnove skorje, pri tlaku 215 bar, pri podaljšanem reakcijskem času tj. 6 h. Zeta potencial tega produkta znaša -34,33 mV. Največjo specifično površino vzorca smo dosegli pri biooglju macesnove skorje, ki je bil sušen s postopkom superkritičnega sušenja. Pri teh pogojih smo dobili specifično površino vzorca, ki je znašala 225,82 m2/g. Specifična površina aktivnega oglja je znašala 886,53 m2/g. FTIR spektri kažejo, da so si vzorci po sestavi med seboj zelo podobni in da je vpliv različnih plinov na površinske funkcionalne skupine majhen. Razlika se kaže le v prisotnosti O-H vezi, kar kaže na različno pripravo vzorcev.
Ključne besede: Biooglje, subkritična voda, biomasa, hidrotermična karbonizacija, BET, zeta potencial, ATR – FTIR
Objavljeno v DKUM: 08.07.2016; Ogledov: 1823; Prenosov: 171
Celotno besedilo (2,42 MB) |
5. BIOOGLJE KOT NOSILEC ZA IMOBILIZACIJO ENCIMAStaša Zadravec, 2015, diplomsko delo Opis: Namen diplomske naloge je bil uspešno imobilizirati encim na biooglje, nosilec, ki je bil pripravljen s hidrotermično karbonizacijo odpadne biomase. S spreminjanjem koncentracije encima in z različno izbiro mrežnega povezovalca smo želeli izvesti imobilizacijo encima na biooglje, ki nam da najvišjo preostalo aktivnost encima. Zanimalo nas je, kaj se z aktivnostjo imobiliziranega encima dogaja pri izpostavitvi različnim dejavnikom kot sta temperatura in čas skladiščenja.
Rezultati kažejo, da najvišjo preostalo aktivnost obdrži imobiliziran encim s koncentracijo 0,05 g/mL ter ob uporabi mrežnega povezovalca gluteraldehida, koncentracije 2 %.
Čas imobilizacije encima je bil 24 ur. Na stresalniku smo uporabili hitrost stresanja 400 rpm.
Pri izpostavitvi imobiliziranega encima določeni temperaturi smo ugotovili, da dalj časa je izpostavljen višji temperaturi, bolj bo njegova aktivnost padala. Pri različnem času skladiščenja pa smo prišli do zaključka, da aktivnost encima s časom skladiščenja prav tako pada.
Ključne besede: biooglje, hidrotermična karbonizacija, imobilizacija encima, lakaza, gluteraldehid
Objavljeno v DKUM: 22.10.2015; Ogledov: 1776; Prenosov: 126
Celotno besedilo (1,68 MB) |
6. Študija adsorpcije ionov svinca in kadmija na biooglje pridobljeno s hidrotermično karbonizacijo biomaseLuka Dobnik, 2014, diplomsko delo Opis: Onesnaženost okolja s težkimi kovinami in reševanje te problematike na učinkovit in hkrati stroškovno sprejemljiv način postaja v današnjem času velik izziv za družbo in njene znanstvenike.
Namen diplomske naloge je preučiti adsorpcijo ionov svinca in kadmija na biooglju, pridelanemu iz celuloze in olivnih tropin. Teoretska in praktična znanja v zvezi s to tematiko so črpana tudi iz v zadnjem času objavljenih znanstvenih člankih, ki so nastali zaradi vse večjega problema onesnaževanja okolja in iskanju rešitve problema s preučevanjem adsorpcijskih sposobnosti biooglja narejenega iz odpadkov ali odpadkov brez konverzije, dobre adsorpcijske sposobnosti je pokazal naprimer materiala pridobljenega iz recimo riževih lupin.
Cilj diplomske naloge je s pomočjo kemijskih analiz določiti adsorpcijske sposobnosti materialov pridobljenih iz celuloze in olivinih tropin v sub-kritični vodi. V ta namen je bilo potrebno v laboratoriju pripraviti majhne količine hidro termično karboniziranega materiala iz celuloze in olivnih tropin. Analizirani so bili vzorci adsorpcij kadmija in svinca pri različnih koncentracijah in različnih pH vrednostih ter različnih časovnih intervalih raztopin. Analize smo izvedli z atomsko absorbcijsko spektroskopijo. Kot adsorbent smo uporabili biooglja pridobljena iz celuloze in olivnih tropin, rezultate analiz smo primerjani z rezultati pridobljenimi z uporabo aktivnega oglja pri enakih pogojih.
Dokazali smo, da imata oba biooglja pripravljeno v laboratoriju (iz olivnih tropin in celuloze) adsorpcijske sposobnosti. Opazili smo tudi, da biooglje približno trikrat hitreje adsorbira svinčeve ione kot kadmijeve in da proces adsorpcije sledi pseudo drugemu redu reakcije. Primerjali smo maksimalne adsorbirane količine komercialnemu adsorbentu in dobili zanimive rezultate.
Ključne besede: adsorpcija, hidro termična karbonizacija, svinec, kadmij, težke kovine, bioglje, oljčne tropine, celuloza
Objavljeno v DKUM: 02.06.2014; Ogledov: 1993; Prenosov: 201
Celotno besedilo (2,05 MB) |
