Απομάκρυνση φωσφορικών ανιόντων από υδατικά διαλύματα με χρήση πυριτίας τροποποιημένης με πολυαιθυλενιμίνη
Creators: name: Ξανθοπούλου, Μαρία Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2021
Subjects: Φωσφορικά ανιόντα
Προσρόφηση
Πολυαιθυλενιμίνη
Phosphate anions
Adsorption
Polyethylenimine

description: Ο φώσφορος είναι απαραίτητο στοιχείο για την ανάπτυξη των φυτών ενώ ευθύνεται για την εμφάνιση ευτροφισμού στο υδάτινο περιβάλλον. Επιπλέον, ο φώσφορος αναγνωρίζεται τα τελευταία χρόνια ως μία κρίσιμη πρώτη ύλη, καθώς η εξόρυξή του εμφανίζει μεγάλο οικονομικό ρίσκο, λόγω της άνισης κατανομής των φωσφορικών πετρωμάτων μεταξύ των ηπείρων. Ως εκ τούτου η απομάκρυνση ή/και ανάκτησή του από τα νερά με στόχο την πιθανή χρήση του, για παράδειγμα σε λιπάσματα, αποτελεί θέμα υψίστης προτεραιότητας. Μεταξύ άλλων φυσικοχημικών και βιολογικών διεργασιών, η απομάκρυνση των φωσφορικών ιόντων από διάλυμα με προσρόφηση είναι μια οικονομική και πολύ αποτελεσματική προσέγγιση. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η απομάκρυνση των φωσφορικών ιόντων από υδατικά διαλύματα με τη χρήση κατάλληλων προσροφητικών υλικών. Για την μελέτη της προσρόφησης των φωσφορικών ιόντων παρασκευάστηκαν προσροφητικά υλικά βασισμένα σε τροποποιημένη με πολυαιθυλενιμίνη πυριτία, των οποίων τα μορφολογικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά προσδιορίστηκαν με ποροσιμετρία Ν2, ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM) και φασματοσκοπία υπερύθρου μετασχηματισμού Fourier (FTIR). Πραγματοποιήθηκε μελέτη της προσροφητικής ικανότητας των υλικών με κατασκευή ισόθερμων προσρόφησης. Επιπλέον, μελετήθηκε η επίδραση της αρχικής συγκέντρωσης των φωσφορικών ιόντων, η επίδραση του pH, η επίδραση της δόσης του προσροφητικού υλικού, και η επίδραση της παρουσίας στο διάλυμα άλλων ανιόντων, όπως θειικών, ανθρακικών, νιτρικών και χρωμικών. Επίσης, πραγματοποιήθηκαν και πειράματα μελέτης της προσρόφησης των φωσφορικών ιόντων σε δείγματα πόσιμου νερού που προσομοιάζει στα υπόγεια ύδατα.
description: Phosphorus is an essential element for plant growth and is responsible for the appearance of eutrophication in the aquatic environment. Also, phosphorus has been recognized in recent years as a critical raw material, as its extraction poses a great economic risk due to the uneven distribution of phosphate rocks across the globe. Therefore, its removal and recovery from water with the perspective to its possible reuse, for example in fertilizers, is a matter of the highest priority. Among other physicochemical and biological processes, the removal of phosphate ions via adsorption is an economical and very effective approach. In the present work, the removal of phosphate ions from aqueous solutions was studied using suitable adsorbents. To study the adsorption of phosphate ions, adsorbents based on polyethylenimine-modified silica were prepared, the morphological and qualitative characteristics of which were determined by N2 porosimetry, scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). A study of the adsorption capacity of the materials was performed by the adsorption isotherms. In addition, the effect of the initial concentration of phosphate ions, the effect of pH, the effect of the dose of adsorbent, and the effect of the presence in the solution of other anions, such as sulfates, carbonates, nitrates and chromates, were studied. Experiments were also performed to study the adsorption of phosphate ions in samples of drinking water that resembles groundwater.