Απομάκρυνση Ουρανίου, Θορίου και Χρωμίου από υδατικά διαλύματα και πόσιμα νερά με χρήση νανοσωματιδίων με βάση το χαλκό
Creators: name: Δαφνομήλη, Αργυρώ Μιχαήλ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2016
Subjects: Ουράνιο
Πόσιμα νερά
Νανοσωματίδια
Uranium
Potable waters
Copper based nanoparticles

description: Στην παρούσα εργασία μελετάται η δυνατότητα απομάκρυνσης U(VI) από υδατικά του διαλύματα, συγκεντρώσεων από 2 έως 20 mg/L με τη χρήση νανοσωματιδίων με βάση το χαλκό. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν στην περιοχή pH 4.5-8.5 ενώ παράλληλα έγιναν δοκιμές και σε συνθήκες προσομοίωσης για πόσιμο νερό. Επίσης μελετήθηκε η επίδραση της θερμοκρασίας, του χρόνου επαφής και της αρχικής συγκέντρωσης των διαλυμάτων. Η μαθηματική επεξεργασία των αποτελεσμάτων έγινε με τη βοήθεια μοντέλων όπως του Langmuir και Freundlich. Αντίστοιχη μελέτη πραγματοποιήθηκε και για ιόντα Th(IV) και Cr(VI). Ο προσδιορισμός του ουρανίου και θορίου έγινε φωτομετρικά με τη μέθοδο Arsenazo III, αλλά και με φασματοσκοπία ακτίνων-α κατόπιν ραδιοχημικού διαχωρισμού. Στα πειράματα προσρόφησης του Cr(VI) ο προσδιορισμός χρωμίου έγινε χρησιμοποιώντας ραδιενεργό ιχνηθέτη Cr-51 και γ-φασματοσκοπία. Σκοπός της εργασίας ήταν η διερεύνηση εφαρμογής της μεθόδου προσρόφησης με τη χρήση νανοσωματιδίων με βάση το χαλκό στην τεχνολογία καθαρισμού του νερού από βαρέα μέταλλα και κυρίως από ραδιονουκλίδια. Τα προσροφητικά υλικά που χρησιμοποιήθηκαν παρασκευάστηκαν στο Εργαστήριο Ανόργανης Χημείας με διαφορετικές συνθήκες σύνθεσης. Η μελέτη τους, όσον αφορά στη σύσταση, ιδιότητες, μικροδομή και μορφολογία της επιφάνειας πραγματοποιήθηκε πριν και μετά τα πειράματα προσρόφησης με διάφορες τεχνικές όπως: περίθλαση ακτίνων-Χ (powder XRD), ηλεκτρονική μικροσκοπία διερχόμενης και σαρωτικής δέσμης (ΤEM, SΕΜ), φασματοσκοπία υπερύθρου ΙR καθώς και μέτρηση του ζ-δυναμικού και θερμοσταθμική ανάλυση (TGA). Τέλος, έγινε προσπάθεια διευκρίνησης του μηχανισμού της διεργασίας με φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίων (XPS), φθορισμομετρία και πειράματα προσρόφησης με ιόντα ιωδίου. Αποδείχθηκε ότι τα νανοσωματίδια με βάση το χαλκό εμφανίζουν σημαντική ικανότητα δέσμευσης για τα υπό μελέτη στοιχεία εξαρτώμενη από τις ιδιότητές τους που είναι συνάρτηση των συνθηκών παρασκευής τους και μπορούν να εφαρμοσθούν με επιτυχία σε εγκαταστάσεις καθαρισμού νερού.
description: The removal of U(VI) from aqueous solutions with concentrations 2-20mg/L is investigated in this study, using copper-based nanoparticles. The experiments were contacted in pH 4.5-8.5, while experiments with simulation water also took place. The effect of the parameters such as temperature, contact time and initial concentration of the solutions were also studied. The mathematical simulation of the results was concluded using models such as Langmuir and Freundlich equations. Similar study was carried out using solutions of Th(IV) and Cr(VI). The determination of uranium and thorium was performed photometrically using the method Arsenazo III and also alpha-spectrometry after radiochemical separation. The determination of Cr(VI) was performed using radiochemical tracer Cr-51 and gamma -spectrometry. The aim of the study was to investigate the application of the adsorption method using copper-based nanoparticles in the water purification technology for heavy metals and mainly radionuclides. The sorbents used were synthesized with different methods at the Laboratory of Inorganic Chemistry of A.U.Th. The characterization concerning their composition and properties was determined before and after the sorption experiments using the following techniques: X-ray powder diffraction (XRD), Infrared spectroscopy (FTIR), Transmission Electron Microscopy (TEM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Point of Zero Charge determination (ZPC), and Thermogravimetric Analysis (TGA). Finally, the techniques of X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Fluorescence Spectroscopy, as well as sorption experiments with iodine ions were conducted in order to clarify the sorption mechanism. It was proven that the Cu-based nanoparticles showed a significant adsorption capacity for the studied elements which is attributed to the conditions of their synthesis and they can be effectively applied in water purification facilities.