Σύνθεση, χαρακτηρισμός και μελέτη προσροφητικών υλικών για την απομάκρυνση ραδιενεργών και τοξικών ρύπων από υγρά διαλύματα
Authors: Σαρρή Σοφία 
Published: August 2021

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η δέσμευση ανιοντικών ειδών του Cr, I, U, Reκαι B από υδατικά τους διαλύματα από δύο ρητίνες επιχλωρυδρίνης-πολυαιθυλενιμίνης. Οιρητίνες, που παρασκευάσθηκαν στο Εργαστήριο Ανόργανης Χημείας του ΑΠΘ,χαρακτηρίστηκαν με ηλεκτρονική μικροσκοπία σαρωτικής δέσμης (SEM/EDS), περίθλασηακτίνων-Χ (XRD), θερμική ανάλυση (TG-DTG) και ΒΕΤ. Προσδιορίστηκε επίσης η υγρασία καιη κοκκομετρική σύσταση των ρητινών και η συμπεριφορά τους σε διαλύματα διαφόρου pH.Οι μετρήσεις δέσμευσης έγιναν χρησιμοποιώντας μία στατική τεχνική (batch experiments).Η δέσμευση του χρωμίου μελετήθηκε απουσία και παρουσία ανταγωνιστικώνιόντων. Απουσία ανταγωνιστικών ιόντων, η δέσμευση μελετήθηκε σε pHinit (αρχικό pH) 2-7,ενώ παρουσία σε pHinit 3 και 6 χρησιμοποιώντας διαλύματα NaNO3 και Na2SO4 σταθερήςιονικής ισχύος 0,1 Μ. Η αρχική συγκέντρωση του χρωμίου στα διαλύματα κυμάνθηκε από300 έως 5000 mg/L. Μετά τη δέσμευση του χρωμίου ακολούθησε ο φασματοφωτομετρικόςπροσδιορισμός του με 1,5 διφαίνυλοκαρβαζίδιο, η μελέτη της περιβαλλοντικήςσυμβατότητας των ρητινών με τη μέθοδο TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure),εξέταση της επιφάνειας και του εσωτερικού τους με SEM/EDS και εξέταση της επιφάνειάςτους με φωτοηλεκτρονική φασματοσκοπία (XPS). Επίσης έγινε προσπάθεια αναγέννησηςτων ρητινών.Η δέσμευση του ιωδίου μελετήθηκε απουσία και παρουσία ανταγωνιστικών ιόντωνσε pHinit 3 και 7. Η αρχική συγκέντρωση του ιωδίου στα διαλύματα κυμάνθηκε από 300 έως5000 mg/L. Η δέσμευση των ιωδιούχων παρουσία ανταγωνιστικών ιόντων μελετήθηκεχρησιμοποιώντας διαλύματα NaCl και Na2SO4 σταθερής ιονικής ισχύος 0,1 M. Οπροσδιορισμός του ιωδίου στα διαλύματα μετά την δέσμευση έγινε με φασματοσκοπίαακτίνων-γ (χρήση διαλυμάτων επισημασμένων με ραδιενεργό ιχνηθέτη 131Ι). Επίσης,πραγματοποιήθηκε εξέταση της επιφάνειας και του εσωτερικού των ρητινών με SEM/EDS.Η δέσμευση του ουρανίου μελετήθηκε απουσία ανταγωνιστικών ιόντων σε pHinit 6-10. Η αρχική συγκέντρωση του ουρανίου στα διαλύματα κυμάνθηκε από 10 έως 2000 mg/L.Ο προσδιορισμός του ουρανίου στα διαλύματα μετά τη δέσμευση έγινε μεφασματοφωτομετρική ανάλυση χρησιμοποιώντας Arsenazo III. Επίσης μελετήθηκε ηκινητική της δέσμευσης του ουρανίου και εξετάστηκε, μετά τα πειράματα δέσμευσης, ηεπιφάνεια και το εσωτερικό των ρητινών με SEM/EDS.Η μελέτη της δέσμευσης του ρηνίου πραγματοποιήθηκε απουσία ανταγωνιστικώνιόντων σε pHinit 3 και 7. Η αρχική συγκέντρωση του ρηνίου στα διαλύματα κυμάνθηκε από40 έως 5000 mg/L. Ο προσδιορισμός του ρηνίου στα διαλύματα μετά την προσρόφησηέγινε φασματοφωτομετρικά με υδροχλωρική υδροξυλαμίνη. Επίσης, πραγματοποιήθηκεεξέταση της επιφάνειας και του εσωτερικού των ρητινών με SEM/EDS και προσπάθειααναγέννησής τους.Η δέσμευση του βορίου μελετήθηκε απουσία ανταγωνιστικών ιόντων σε pHinit 8-10.Η αρχική συγκέντρωση του βορίου στα διαλύματα κυμάνθηκε από 100 έως 5000 mg/L. Οπροσδιορισμός του βορίου στα διαλύματα, μετά τη δέσμευση, έγινε φασματοφωτομετρικάμε καρμίνη.Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι δύο ρητίνες απομακρύνουν σημαντικές ποσότητεςτων στοιχείων που εξετάστηκαν. Στην περίπτωση των Cr, I και Re παρατηρείται ομοιόμορφηδιάχυσή τους στο εσωτερικό των ρητινών, ενώ στην περίπτωση του U παρατηρείται συγκέντρωσή του στην επιφάνεια τους και μικρής έκτασης διάχυση στο εσωτερικό. Ηαπομάκρυνση των I, Re και Β φαίνεται να οφείλεται σε φυσική ρόφηση, του U σε μεγάλοβαθμό σε επιφανειακή κατακρήμνιση και του Cr σε χημειορρόφηση με αναγωγή του Cr6+ σεCr3+.