Ανάπτυξη και αξιολόγηση σύνθετων υλικών ενεργού άνθρακα και οξειδίων σιδήρου για την ρόφηση υδραργύρου και φαινανθρενίου

• Κύριος συγγραφέας: Ίσαρη, Εκάβη
• Άλλοι συγγραφείς: Καραπαναγιώτη, Χρυσή
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2016
• Θέματα: Ενεργός άνθρακας; Εξανθράκωμα; Μαγνητικός ενεργός άνθρακας (AC / Fe); Μαγνητικό εξανθράκωμα (BC / Fe); Υδράργυρος; Φαινανθρένιο; Ειδική επιφάνεια; Ισόθερμη; Activated carbon; Biochar; Isotherm; Magnetic activated carbon (AC/Fe); Surface area; Magnetic biochar (BC/Fe); Phenanthrene; Mercury; 541.33

Ο ενεργός άνθρακας (AC) δρα ως ισχυρός ροφητής που μειώνει τη συγκέντρωση των ρύπων και ως εκ τούτου την τοξικότητά τους. Ένα άλλο πολλά υποσχόμενο σε περιβαλλοντικές εφαρμογές ροφητικό υλικό είναι το εξανθράκωμα (BC), το οποίο προέρχεται από την ατελή καύση βιομάζας που είναι πλούσια σε άνθρακα κάτω από συνθήκες έλλειψης οξυγόνου. Αμφότερα τα υλικά θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν επεξεργασμένα με έδαφος ή ίζημα μειώνοντας την τοξικότητα σε υδάτινο φορέα. Ένα μειονέκτημα της μεθόδου είναι ότι παρόλο που ο ρύπος θα παραμείνει μη βιοδιαθέσιμος για πολλά χρόνια έχοντας προσροφηθεί στα ροφητικά υλικά, παραμένει στην πραγματικότητα εντός του συστήματος. Ο στόχος αυτής της μελέτης ήταν α) η σύνθεση μαγνητικά ενεργού άνθρακα σε μορφή σκόνης (AC/Fe) και μαγνητικού εξανθρακώματος σε μορφή σκόνης (BC/Fe) που παράγονται από εμπορικά δείγματα AC1, AC2 και το εξανθράκωμα από κουκούτσια ελιάς BC, β) η αξιολόγηση της δυνατότητας αξιοποίησης των AC/Fe και BC/Fe για την αφαίρεση Hg (II) ή φαινανθρενίου από υδατικά διαλύματα και γ) η επαναληψιμότητα της μεθόδου παρασκευής των σύνθετων υλικών. Η ειδική επιφάνεια, ο όγκος των πόρων και το μέσο μέγεθος πόρων του κάθε ροφητή προσδιορίστηκαν χρησιμοποιώντας την μέθοδο προσρόφησης-εκρόφησης αερίου αζώτου (Ν2) και την εξίσωση Brunauer, Emmett και Teller (ΒΕΤ). Ισόθερμες με 30 και 20 σημεία προσρόφησης, εκρόφησης αντίστοιχα διεξήχθησαν σε θερμοκρασία υγρού αζώτου (77Κ). Η ανοιχτή επιφάνεια και το μικροπορώδες προσδιορίστηκαν χρησιμοποιώντας τη μέθοδο t-plot και την εξίσωση Harkins & Jura. Οι μετρήσεις ειδικής επιφάνειας οδήγησαν σε τιμές 660 και 790 m2/g για τα δείγματα AC1 και AC2 και 443 και 517 m2/g για τα δείγματα AC1/Fe και AC2/Fe, αντίστοιχα. Η ειδική επιφάνεια του BC ήταν 405 m2/g και για τo BC/Fe 320 m2/g. Διεξήχθησαν σειρές πειραμάτων με όλα τα δείγματα ροφητών, διαλύματα υδραργύρου και φαινανθρενίου σε θερμοκρασία δωματίου (25°C). Με βάση τα αποτελέσματα των ροφήσεων οι AC/Fe και BC/Fe είναι αποτελεσματικά ροφητικά υλικά αλλά με χαμηλότερη ικανότητα ρόφησης σε σύγκριση με τα αρχικά υλικά (36-70% χαμηλότερη για την ρόφηση Hg(II) και 6-18% για την ρόφηση φαινανθρενίου). Τα αποτελέσματα οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι πρόκειται για πολλά υποσχόμενα υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για την in-situ αποκατάσταση του περιβάλλοντος.