Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας της κας Ανθής Στεφανάρου

με θέμα: «ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΔΙΟΞΕΙΔΙΟΥ ΤΟΥ ΤΙΤΑΝΙΟΥ (TiO2) ΣΤΗ ΦΟΡΜΑΛΔΕΥΔΗ (FA) ΠΑΡΟΥΣΙΑ ΑΜΜΟΥ, ΣΕ ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ»

ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 5 Ιουνίου 2020, Ώρα: 13:00

 

Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας της κας Ανθής  Στεφανάρου

με θέμα: «ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΔΙΟΞΕΙΔΙΟΥ ΤΟΥ ΤΙΤΑΝΙΟΥ (TiO2) ΣΤΗ ΦΟΡΜΑΛΔΕΥΔΗ (FA) ΠΑΡΟΥΣΙΑ ΑΜΜΟΥ, ΣΕ ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ»

ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 5  Ιουνίου 2020, Ώρα: 13:00

Εξεταστική Επιτροπή

  • Καθηγητής  Κωνσταντίνος Χρυσικόπουλος (επιβλέπων)
  • Καθηγητής Ιωάννης Τσάνης
  • Καθηγητής Γεώργιος Καρατζάς

Περίληψη:

Ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα της σύγχρονης εποχής αποτελεί η ρύπανση των υδάτινων και εδαφικών πόρων. Οι ανάγκες για καθαρό πόσιμο νερό ολοένα και αυξάνονται με τη ραγδαία αύξηση του πληθυσμού της Γης. Τα αποθέματα καθαρού νερού μειώνονται και για αυτό το λόγο αναπτύσσονται συνεχώς νέες τεχνολογίες για τον καθαρισμό του. Τα νανοσωματίδια διοξειδίου του τιτανίου αποτελούν ένα πολλά υποσχόμενο μηχανικά κατασκευασμένο νανοϋλικό με εφαρμογές στην τεχνολογία, την αποθήκευση ενέργειας, τη φαρμακολογία και την ηλεκτροκατάλυση. Το τιτάνιο βρίσκεται στον άνθρακα, την τέφρα, τα φυτά, ακόμη και στο ανθρώπινο σώμα. Η φορμαλδεΰδη είναι μια εξαιρετικά δραστική ένωση που χρησιμοποιείται εκτενώς στην καθημερινότητα και ως εκ τούτου, η πιθανότητα έκλυσης της στο περιβάλλον, με επακόλουθο τη μόλυνση των επιφανειακών και υπογείων υδάτων είναι σημαντική.  Εφόσον λοιπόν και τα δύο αυτά υλικά απελευθερώνονται στο περιβάλλον είναι αξιόλογο να μελετηθεί η μεταξύ τους αλληλεπίδραση. Η χρήση των νανοσωματιδίων διοξειδίου του τιτανίου ως προσροφητικό μέσο θα μπορούσε να αποτελέσει μια καλή λύση περιβαλλοντικής αποκατάστασης.

Προκειμένου να εκτιμηθεί σε πρώτο στάδιο η αλληλεπίδραση των νανοσωματιδίων του διοξειδίου του τιτανίου με την φορμαλδεΰδη εκτελέστηκαν στατικά και δυναμικά πειράματα διαλείποντος έργου (batch) στα οποία μελετήθηκε η προσρόφηση της φορμαλδεΰδης στο διοξειδίου του τιτανίου. Σε δεύτερο στάδιο μελετήθηκε η αλληλεπίδραση της φορμαλδεΰδης με μίγματα χαλαζιακής άμμου και διοξείδιο του τιτανίου, με σκοπό να εκτιμηθεί η ικανότητα απομάκρυνσης της συγκεκριμένης οργανικής ένωσης από υδατικά διαλύματα παρουσία και των δύο προσροφητικών μέσων. Η χαλαζιακή άμμος χρησιμοποιήθηκε για να προσομοιάσει το έδαφος καθώς αποτελεί το πιο κοινό ορυκτό στην επιφάνεια της Γης. Και οι δύο σειρές πειραμάτων εκτελέστηκαν σε δοκιμαστικούς σωλήνες (vials) σε θερμοκρασία δωματίου 25 oC για τρεις διαφορετικές συγκεντρώσεις φορμαλδεΰδης CFA: 3 mg/L, 5 mg/L και 8 mg/L, σε τρεις διαφορετικές τιμές pH: 4, 7.5 και 10, και σε τρεις διαφορετικές τιμές ιοντικής ισχύος Is: 1 mM, 50 mM και 100 mM. Στη συνέχεια έγιναν πειράματα ροής σε στήλη πακτωμένη με χαλαζιακή άμμο και κορεσμένη με νερό, προκειμένου να προσδιοριστούν τα χαρακτηριστικά της μεταφοράς των νανοσωματιδίων διοξειδίου του τιτανίου μόνα τους αλλά και με την προσθήκη διαλύματος φορμαλδεΰδης.

Για την ανάλυση των αποτελεσμάτων, πραγματοποιήθηκε μοντελοποίηση των πειραματικών δεδομένων με χρήση του λογισμικού ColloidFit. Με βάση τα αποτελέσματα, παρατηρήθηκε πως η μέγιστη απομάκρυνση της φορμαλδεΰδης πραγματοποιείται με τον συνδυασμό νανοσωματιδίων διοξειδίου του τιτανίου και χαλαζιακής άμμου και μπορεί να οδηγήσει σε απομάκρυνση έως και ~99% της συγκεκριμένης ένωσης από υδατικά δείγματα. Επιπλέον, προέκυψε ότι τα πειραματικά δεδομένα περιγράφονται καλύτερα από το κινητικό μοντέλο ψευδο-δεύτερης τάξης υποδεικνύοντας πως ο κύριος μηχανισμός προσρόφησης είναι πιθανόν η χημειορρόφηση.