| Περίληψη: | Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν δύο ροφητικά υλικά ο ενεργός άνθρακας και βιοεξανθράκωμα από ριζίδια βύνης (biochar K850), με στόχο να παρατηρηθεί αν η ικανότητα ρόφησης χρωστικών ουσιών από τον ενεργό άνθρακα μπορεί να είναι συγκρίσιμη με εκείνη του εξανθρακώματος. Και αν μπορεί να επιτευχθεί μια ενναλακτική χρήση βιοεξανθρακώματος από ριζίδια βύνης αντί αιωρημάτων ημιαγώγιμων κόνεων που λειτουργούν ως καταλύτες στην διεργασία της φωτοκατάλυσης. Και τα δύο υλικά βρίσκονταν στην μορφή πούδρας. Αυτά έλαβαν μέρος και στο πείραμα της φωτοκατάλυσης μιας διαδικασίας που περιλαμβάνει την αλλαγή ρυθμού χημικών αντιδράσεων με την συνδρομή τεχνητού ή φυσικού φωτός.
Στην μελέτη μας αναφερθήκαμε σε μια συγκεκριμένη κατηγορία ρύπων, τις βαφές-χρωστικές. Ονομαστικά οι χρωστικές που χρησιμοποιήθηκαν ήταν η Ρόζ της Βεγγάλης, η κόκκινη Βρωμοφαινόλη, η Μπλέ του μεθυλενίου, η κίτρινη (Ε102), η κόκκινη (Ε122), και η μπλε χρωστική ζαχαροπλαστικής (Ε133). Στην πρώτη φάση των πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιήθηκε ο ενεργός άνθρακα ως μέθοδος αντιρρύπανσης. Αναλυτικότερα, παρασκευάστηκαν διαλύματα των 500 mL το κάθε ένα για τις χρωστικές Rose Bengal, Bromophenol red, και Methylene Blue. Για εκείνες των χρωστικών ζαχαροπλαστικής παρασκευάστηκαν διαλύματα του 1 L. Στην συνέχεια, λήφθηκε από κάθε διάλυμα χρωστικής συγκεκριμένη ποσότητα, και δημιουργήθηκαν εκ νέου 6 διαλύματα σε φιαλίδια δεδομένης χωρητικότητας. Στα 3 από αυτά προστέθηκε ζυγισμένη ποσότητα ενεργού άνθρακα ίση με 0,003 g για κάθε ένα δείγμα. Τα άλλα 3 αποτελούν τα τυφλά δείγματα για την υπό εξέταση χρωστική και συμβολίζονται ως τυφλό (1,2,3) ενώ εκείνα που εμπεριέχουν τον ενεργό άνθρακα ως AC1,AC2,AC3. Και τα 6 τοποθετούνταν στη σκιά για την αποφυγή επαφής με το ηλιακό φως και την επίτευξη πιθανής φωτοκατάλυσης. Αυτή η διαδικασία επαναλήφθηκε δοκιμάζοντας διαφορετικούς όγκους των χρωστικών στα υπό μελέτη δείγματα με σκοπό την εύρεση της κατάλληλης περιοχής μελέτης και την αποφυγή πλήρους αποχρωματισμού τους. Για την παρακολούθηση της μεταβολής της ισορροπίας των διαλυμάτων λαμβάνονταν ανά συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα δείγματα τα οποία μετρούνταν στο φασματοφωτόμετρο HACH. Όταν παρατηρήθηκε να μην μεταβάλλεται άλλο η ρόφηση (abs) συμπεραίναμε ότι το δείγμα έφθανε σε ισορροπία. Στην συνέχεια κατασκευάσαμε διαγράμματα απεικόνισης abs/χρόνος qe/χρόνος, ce/χρόνος & ln(ce/co) για την κάθε χρωστική (Διαγράμματα μελέτης της κινητικής). Την ίδια διαδικασία επαναλάβαμε χρησιμοποιώντας ως ροφητικό υλικό και το εξανθράκωμα από ριζίδια βύνης (0,003 g biochar K850). Με σκοπό να είναι συγκρίσιμα τα αποτελέσματα χρησιμοποιήσαμε τις αναλογίες όγκου και μάζας ροφητικού υλικού που βρήκαμε για τον ενεργό άνθρακα. Στη συνέχεια κατασκευάσαμε και πάλι τα διαγράμματα απεικόνισης abs/χρόνος, qe/χρόνος, ce/ χρόνος & ln(ce/co) για την κάθε χρωστική.Τέλος πραγματοποιήθηκαν και κάποια πειράματα φωτοκατάλυσης με τη χρήση P35060 & P85041 biochar και το διάλυμα του κίτρινου της ζαχαροπλαστικής.
Τα αποτελέσματα των πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν με ροφητή βιοεξανθράκωμα K850 διέφεραν από εκείνα με ενεργό άνθρακα. Σε αυτά η ρόφηση με τον ενεργό άνθρακα ήταν μεγαλύτερη σε σύγκριση με τα δείγματα με biochar κάτι που επιβεβαίωσαν και οι σταθερές κινητικής. Μόνο για την χρωστική μπλε του μεθυλενίου τα αποτελέσματα ήταν πολύ κοντά. Όσον αφορά τα αποτελέσματα του πειράματος φωτοκατάλυσης, χρησιμοποιήθηκαν 2 διαλύματα κίτρινου ζαχαροπλαστικής διαφορετικής συγκέντρωσης ένα αραιότερο και ένα πυκνότερο. Το αραιότερο παρατηρήθηκε να αποχρωματίζεται ακαριαία ενώ το πυκνότερο δεν αποχρωματίστηκε ποτέ.
Έτσι, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι το βιοεξανθράκωμα από ριζίδια βύνης δεν έχει την ίδια ικανότητα ρόφησης χρωστικών ουσιών με τον ενεργό άνθρακα από τα υδατικά διαλύματα. Εξαίρεση αποτελεί η μπλε του μεθυλενίου (Methylene Blue ) και από ότι φαίνεται οι κατιοντικές χρωστικές ροφούνται καλύτερα από τα biochar από ριζίδια βύνης.
|
|---|
