Ανάπτυξη και μελέτη νέων πολυμερικών προσροφητικών υλικών για την απομάκρυνση ρύπων από υδατικά συστήματα

• Κύριος συγγραφέας: Μακρυγιάννη, Μαρία
• Άλλοι συγγραφείς: Makrygianni, maria
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2020
• Θέματα: Απόβλητα; Πολυμερικά ιονικά-υγρά; Χρωστικές; Γαλάκτωμα υψηλής εσωτερικής φάσης; Προσρόφηση; Προσροφητική ικανότητα; Dye effluents; Dyes; Polymeric ionic liquids; High internal phase emulsions; Adsorption; Adsorption capacity

Οι χρωστικές ουσίες είναι κυρίως χημικές ενώσεις που συνδέονται σε επιφάνειες ή υφάσματα προκειμένου να προσδώσουν χρώμα και η πλειοψηφία αυτών είναι σύνθετα οργανικά μόρια. Μια από τις κύριες πηγές ρυπαντών του νερού αποτελούν οι χρωστικές, οι οποίες προέρχονται από τα απόβλητα των βιομηχανιών που τις χρησιμοποιούν (π.χ. βιομηχανίες υφασμάτων). Οι χρωστικές είναι επικίνδυνες για το περιβάλλον και τους ζωντανούς οργανισμούς καθώς είναι γνωστή η δράσης τους ως καρκινογόνες και τοξικές ουσίες. Συνεπώς, η ανάπτυξη και η εφαρμογή μιας μεθόδου κατάλληλης για την επεξεργασία και την απομάκρυνση των χρωστικών είναι μείζονος σημασίας. Σύμφωνα με την βιβλιογραφία μία πολύ γνωστή και αποτελεσματική μέθοδος είναι αυτή της προσρόφησης. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα πολυμερικά ιονικά υγρά (PILs) ως προσροφητές χρωστικών εξαιτίας της παρουσίας κυρίως θετικά φορτισμένων ομάδων (όπως ιμιδαζόλια, αμμώνια, πυρρολιδίνια) στη δομή τους οι οποίες μπορούν να αλληλεπιδρούν με τα μόρια στόχους, της υψηλής θερμικής σταθερότητας καθώς και της υψηλής ιοντικής αγωγιμότητας που εμφανίζουν. Τα υδρόφιλα πολυμερή που προκύπτουν από σχηματισμό γαλακτώματος υψηλής εσωτερικής φάσης (υδρόφιλα polyHIPEs) λόγω της πορώδους δομής τους και της ικανότητας προσρόφησης μεγάλης ποσότητας νερού, μπορούν επίσης να λειτουργήσουν ως αποτελεσματικοί προσροφητές χρωστικών ουσιών. Στην παρούσα διπλωματική εργασία συντέθηκαν συμπολυμερή PILs που φέρουν κατιονικές ομάδες N-μεθυλοπυρρολιδινίου με διαφορετικά αντισταθμιστικά ανιόντα (Cl-, TFSI-), είτε με τη μορφή διασυνδεδεμένων μεμβρανών είτε με τη μορφή στερεού. Πραγματοποιήθηκε επίσης σύνθεση κατιονικών πολυ-ηλεκτρολυτών μέσω γαλακτώματος υψηλής εσωτερικής φάσης (ΗΙPE), στο οποίο έλαβε χώρα πολυμερισμός του θετικά φορτισμένου μονομερούς [(2-(μεθακρυλοϋλοξυ)αίθυλο]τριμεθυλαμμώνιο χλωρίδιο, ΜΕΤΑC). Τα πολυμερή που συντέθηκαν χαρακτηρίστηκαν με κατάλληλες μεθόδους για πιστοποίηση της δομής τους. Επίσης, μελετήθηκε η ικανότητα προσρόφησης χρωστικών (αζωχρώματα ή χρωστικές ανθρακινόνης) από υδατικά διαλύματα και οι παράγοντες που επηρεάζουν την προσρόφηση. Έγινε μελέτη της μορφολογίας και στοιχειακή ανάλυση των PILs και polyHIPEs πριν και μετά την διαδικασία της προσρόφησης. Στην περίπτωση των στερεών προσροφητών PIL και polyHIPE έγινε φυσικοχημική μελέτη της προσρόφησης με τη χρήση κινητικών μοντέλων και μοντέλων ισόθερμων για τη διερεύνηση του μηχανισμού προσρόφησης.