| | SLO | ENG | Cookies and privacy

Bigger font | Smaller font

Show document

Title:PB(II) AND HG(II) IONS ADSORPTION USING SURFACE MODIFIED SUPERPARAMAGNETIC IRON OXIDE NANOPARTICLES
Authors:Lobnik, Aleksandra (Mentor) More about this mentor... New window
Roš, Milenko (Co-mentor)
Files:.pdf DR_Viltuznik_Branka_2014.pdf (5,22 MB)
MD5: 5446C2647C71E104B7790D2FE85EB6FA
 
Language:English
Work type:Dissertation (m)
Typology:2.08 - Doctoral Dissertation
Organization:FS - Faculty of Mechanical Engineering
Abstract:Cobalt ferrite (CoFe2O4) nanoparticles prepared via co-precipitation method were modified with tetraethoxysilane (TEOS) and additional funkcionalized with 3-mercaptopropyl trimethoxysilane (MPTMS) with purpose of cleaning waste water contaminated with heavy metal ions (Pb2+ and Hg2+). The influence of different experimental parameters (reaction time, reaction temperature and different TEOS:MPTMS ratios) on silica coating of CoFe2O4 nanoparticles and additional on thiol group was systematically studied. Silanes adsorb to the particle surface with alkoxy (Si(OR)4) groups at one end, while functional substituents (-SH) at the opposite end stay extended into surrounding aqueous medium and chemically interact with heavy metal contaminates. Thiol functionalized CoFe2O4 nanoparticles were characterized using IR spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy/high-resolution transmission electron microscopy (TEM/HRTEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDXS) and vibrating-sample magnetometer (VSM). The thiol functionalized CoFe2O4 nanoparticles were used for Pb2+ and Hg2+ions adsorption from aqueous media. Effect of treatment has been demonstrated using atomic absorption spectroscopy (AAS).
Keywords:cobalt ferrite, magnetic nanoparticles, tetraethoxysilane, 3-mercaptopropyl trimetoxysilane, thiol group, lead, mercury, adsorption
Year of publishing:2014
Publisher:B. Viltužnik]
Source:[Maribor
UDC:620.3:628.349:544.726(043.3)
COBISS_ID:276907264 New window
NUK URN:URN:SI:UM:DK:GNW865QO
Views:1869
Downloads:116
Metadata:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
Categories:KTFMB - FS
:
  
Average score:(0 votes)
Your score:Voting is allowed only for logged in users.
Share:AddThis
AddThis uses cookies that require your consent. Edit consent...

Hover the mouse pointer over a document title to show the abstract or click on the title to get all document metadata.

Secondary language

Language:Slovenian
Title:ADSORPCIJA Pb(II) IN Hg(II) IONOV Z UPORABO POVRŠINSKO MODIFICIRANIH SUPERMAGNETNIH NANODELCEV ŽELEZOVEGA OKSIDA
Abstract:Razvoj novih nanomaterialov za odstranjevanje težkih kovin je v zadnjem času pritegnil veliko pozornost, saj postaja onesnaževanja s strupenimi kovinskimi ioni, kot so Pb2+, Hg2+, Ni2+, Cd2+, Ag+, Co2+ in tem podobni, resen okoljski in zdravstveni problem. Velik problem s težkimi kovinami predstavlja njihova sposobnost, da se kopičijo v okolju in povzročajo zastrupitve. Za razliko od nekaterih organskih onesnaževal, težke kovine niso biorazgradljive. Znano je, da ioni težkih kovin kot so Pb2+, Hg2+, Cd2+, Ni2+ in Cu2+ lahko povzročajo resne zdravstvene težave za ljudi in živali, saj se specifično vežejo na proteine, nukleinske kisline in majhne metabolite v živih organizmih, s čimer zavirajo njihove funkcije. Za odstranjevanje ionov težkih kovin iz odpadnih vod, obstaja več metod, kot so kemijsko obarjanje, ionska izmenjava, tekoče-tekoča ekstrakcija, elektroliza, koagulacija, flotacija, flokulacija, filtracija, oksidacija, reverzna osmoza, biosorpcija in adsorpcija. (Singh in sodelavci, 2011) Vsaka od naštetih metod ima svoje pomanjkljivosti v smislu učinkovitosti, stroškov in kompleksnosti. Proces elektrolize je povezan z visokimi operativnimi stroški, kemijsko obarjanje proizvede sekundarni odpadek, pri filtraciji je problematično mašenje membran in cena le-teh. Uporaba večine naštetih metod je ekonomsko neprimernih, kadar gre za nizke koncentracije težkih kovin. Zaradi tega se danes vedno bolj uporabljajo nizkocenovni biosorbenti, kot so glineni materiali, biomasa, zeoliti, aktivni ogljik in smole za ionsko izmenjavo, vendar pa se morajo izboljšati njihove adsorpcijske kapacitete, separacijska stopnja in oblika. Tudi ti adsorbenti imajo nekatere slabosti pri odstranjevanju ionov težkih kovin iz vodnih medijev, in sicer niso odzivni na spremembe parametrov kot so pH, koncentracija elektrolitov, soli in prisotnost drugih topljencev, temperature in ionske moči medija. (Ozay in sodelavci, 2010) Idealen adsorbent mora imeti močno afiniteto do ionov težkih kovin, kar je povezano z visoko specifično površino, poroznostjo, številom veznih mest, ipd. Znano je, da večja kot je specifična površina, večja je adsorpcijska kapaciteta adsorbenta. V primeru magnetnih nanodelcev bi moral idealen adsorbent zagotoviti primerno adsorpcijo pri različnih reakcijskih pogojih in bi ga kot takega lahko uporabljali za vse odpadne vode, onesnažene s težkimi kovinami, saj ga bi po končani uporabi enostavno odstranili z zunanjim magnetnim poljem, predvsem na odlagališčih nevarnih odpadkov, kjer se vsakodnevno pred izpustom vode v kanalizacijo in okolje soočajo s prekomerno vsebnostjo težkih kovin. Magnetni adsorbenti bi lahko povečali učinkovitost pridobivanja oz. recikliranja težkih kovin iz odpadnih vod pri procesih kovinsko-predelovalne in oplemenitile industrije. Da bi zadostili vsem okoljevarstvenim predpisom so se v industriji primorani posluževati najnaprednejših tehnik. Monodisperzni, enodomenski nanodelci na osnovi spinelnih feritov so znanstveno in tehnološko izkazali kot zanimivi materiali za adsorpcijo ionov težkih kovin, zaradi svojih posebnih lastnosti, ki so določene s superparamagnetizmom (El-Okr in sodelavci, 2011). Superparamagnetni nanodelci s prilagojenimi površinskimi lastnostmi in visoko specifično površino izkazujejo ustrezne adsorpcijske karakteristike in predstavljajo novost na področju razvoja novih adsorpcijskih materialov. Njihova prednost v primerjavi z obstoječimi adsorbenti je tudi v tem, da jih tudi po adsorpciji lahko enostavno in hitro odstranimo iz raztopine z uporabo zunanjega magnetnega polja. V zadnjih letih se je veliko raziskovalcev ukvarjalo s sintezo magnetnih materialov, kot so magnetit (Fe3O4) za odstranjevanje ionov težkih kovin iz vodnih suspenzij, kot so Pb2+ (Yantasee in sodelavci, 2007; Li in sodelavci, 2011; Liu in sodelavci, 2009) in Hg2+ (Hakami in sodelavci, 2012; Dong in sodelavci, 2008; Parham in sodelavci, 2012; Girginova in sodelavci, 2010). Nekaj raziskovalcev se je v zadnjih letih tudi ukvarjalo s sintezo kobalt feritnih
Keywords:kobalt ferit, magnetni nanodelci, tetraetoksisilan, 3-merkaptopropil trimetoksisilan, tiolna skupina, svinec, živo srebro, adsorpcija


Comments

Leave comment

You have to log in to leave a comment.

Comments (0)
0 - 0 / 0
 
There are no comments!

Back
Logos of partners University of Maribor University of Ljubljana University of Primorska University of Nova Gorica