Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας του κ. Αλέξανδρου Αρνογιαννάκη

με θέμα: «Αλληλέπιδραση νανοσωματιδίων διοξειδίου του τιτανίου με μοντμοριλλονίτη»

Παρασκευή 12 Ιουνίου 2020, Ώρα: 13:45 – 15:30 Link: www.epresence.gr/conferences

 

Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας του κ.   Αλέξανδρου Αρνογιαννάκη

με θέμα:   «Αλληλέπιδραση νανοσωματιδίων διοξειδίου του τιτανίου με μοντμοριλλονίτη»

Παρασκευή 12 Ιουνίου 2020, Ώρα: 13:45 – 15:30 Link: https://www.epresence.gr/conferences

Εξεταστική Επιτροπή

 

  1. Κωνσταντίνος Χρυσικόπουλος-Καθηγητής (επιβλέπων)
  2.  Γεώργιος Καρατζάς-Καθηγητής
  3.  Ιωάννης Τσάνης-Καθηγητής

 Περίληψη:

 

Τα νανοσωματίδια διοξειδίου του τιτανίου (nTiO2) χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανικά και καταναλωτικά προϊόντα. Ο ακριβής εντοπισμός και χαρακτηρισμός των νανοσωματιδίων αυτών τυγχάνει μείζονος σημασίας για την κατανόηση των ειδικών ιδιοτήτων, της συμπεριφοράς, της τύχης και του πιθανού τοξικού κινδύνου, τον οποίο ελλοχεύουν για το περιβάλλον. Ήτοι, υφίσταται υψηλή πιθανότητα διάδοσης των nTiO2, λόγω αυξανόμενης παραγωγής τους στους γεωλογικούς σχηματισμούς, οι οποίοι σε μεγάλο βαθμό αποτελούνται από ορυκτά και αργιλικά, όπως ο μοντμοριλλονίτης (ΜΜΤ). Η παρούσα εργασία μελετά την αλληλεπίδραση των nTiO2 με κολλοειδή ΜΜΤ, σε κινητικά πειράματα διαλείποντος έργου και πειράματα ροής σε στήλη.

Ειδικότερα, οι παράμετροι, οι οποίες εξετάστηκαν στο σύνολο των πειραμάτων, ήταν τρεις διαφορετικές τιμές συγκέντρωσης, C, (50, 100, 200 mg/L) και τέσσερις διαφορετικές τιμές ιοντικής ισχύος, Is, (1, 25, 50, 100 mM), ενώ οι τιμές του pH και της θερμοκρασίας διατηρήθηκαν σταθερές στο 7 και στους 25οC αντίστοιχα. Εν συνεχεία, τα πειράματα ροής πραγματοποιήθηκαν σε στήλη, πληρωμένη με χαλαζιακή άμμο, με σκοπό τον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών της μεταφοράς των nTiO2 και των κολλοειδών ΜΜΤ ξεχωριστά, αλλά και της συμμεταφοράς τους. Η άμμος επιστρατεύτηκε για την προσομοίωση του υπεδάφους, λόγω του ότι συναντάται στην πλειονότητα των εδαφικών σχηματισμών, ενώ πριν από κάθε πείραμα προηγήθηκαν μετρήσεις του ζ-δυναμικού και της υδροδυναμικής διαμέτρου, dp.

Ακολούθως, αφενός εκτελέστηκαν στατικά πειράματα διαλείποντος έργου, στα οποία μελετήθηκε η συμπεριφορά των nTiO2 και των κολλοειδών ΜΜΤ ξεχωριστά, υπό συνθήκες ηρεμίας σε πωματισμένους δοκιμαστικούς σωλήνες, καθώς και η κινητική της προσρόφησης των nTiO2 πάνω στα κολλοειδή ΜΜΤ, και αντίστροφα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, παρατηρήθηκε σημαντική προσρόφηση των nTiO2 στα κολλοειδή ΜΜΤ, εξάγεται δε και το συμπέρασμα ότι η μεταβολή της ιοντική ισχύος επιτρέπει μεγαλύτερες τιμές προσρόφησης συγκριτικά με την μεταβολή της συγκέντρωσης.

             Αφετέρου, υλοποιήθηκαν δυναμικά πειράματα διαλείποντος έργου, κατά τα οποία ερευνήθηκε η κινητική της προσρόφησης των nTiO2  στην άμμο και των κολλοειδών ΜΜΤ στην άμμο. Παράλληλα, εξετάστηκε η κινητική της προσρόφησης των nTiO2 στην άμμο με προσθήκη κολλοειδών ΜΜΤ, καθώς και η κινητική της προσρόφησης των κολλοειδών ΜΜΤ στην άμμο με προσθήκη nTiO2. Κατόπιν της διεξαγωγής του πειράματος, αξίζει να σημειωθεί ότι δεν είναι ξεκάθαρο αν κάποια από τις εξεταζόμενες παραμέτρους δύναται να βοηθήσει στην αύξηση της προσρόφησης. Τέλος, τα πειράματα ροής απέδειξαν ότι η παρουσία κολλοειδών ΜΜΤ επιταχύνει τη μεταφορά των νανοσωματιδίων TiO2 και μειώνει την ποσότητα των nTiO2, η οποία κατακρατείται στην άμμο.