Μελέτη της απομάκρυνσης του ενδοκρινικού διαταράκτη Δισφαινόλη-Α από υδατικά διαλύματα με προσρόφηση σε ενεργό άνθρακα και ετερογενή οξείδωση
Creators: name: Αραμπατζίδου, Αναστασία Χαραλάμπους
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2016
Subjects: Δισφαινόλη- Α
Ενεργός άνθρακας
Ετερογενής οξείδωση
Bisphenol- A
Activated carbon
Heterogenous oxidation

description: Στη παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκαν ενεργοί άνθρακες για την απομάκρυνση με προσρόφηση από υδατικά διαλύματα και την οξειδωτική καταστροφή της Δισφαινόλης- Α. Αρχικά επιλέχθηκαν τρείς άνθρακες (Β, CMK-3, ppHP4) με διαφορετικά χαρακτηριστικά ως προς την ειδική επιφάνεια, την κατανομή του πορώδους και την επιφανειακή τους χημεία. Πραγματοποιήθηκαν πειράματα ασυνεχούς προσρόφησης για τον έλεγχο της επίδρασης του pH, της ιονικής ισχύος, του χρόνου επαφής της αρχικής συγκέντρωσης της ΒΡΑ, της θερμοκρασίας, καθώς και της δυνατότητας επανάκτησης της προσροφημένης ουσίας με διαφόρους οργανικούς διαλύτες/εκλουστικά. Οι ισόθερμες προσρόφησης περιγράφονται με τα μοντέλα Langmuir και Freundlich. Η μέγιστη χωρητικότητα κατά Langmuir βρέθηκε 910 mgg-1 για τον B σε αρχικό pH 3 στους 25οC. Η προσρόφηση ακολουθεί κινητική δεύτερης τάξης. Σύμφωνα με τις θερμοδυναμικές παραμέτρους (ΔHoΔSoΔGo), η προσρόφηση είναι φυσική, εξώθερμη και αυθόρμητη. Ως πιθανός μηχανισμός προσρόφησης θεωρείται η δημιουργία δεσμού μεταξύ των π ηλεκτρονίων της ΒΡΑ με τα π ηλεκτρόνια των βενζολικών δακτυλίων των ενεργών ανθράκων και η δημιουργία δεσμού υδρογόνου. Ο άνθρακας με τη μέγιστη προσροφητική χωρητικότητα εμποτίστηκε με σίδηρο και μαγγάνιο για την παρασκευή υλικών (BFe, BNOFe, BMnO) με οξειδωτική δράση. Οι εμποτισμένοι άνθρακες χαρακτηρίστηκαν ως προς την ειδική επιφάνεια, το πορώδες, την περιεκτικότητά τους σε μέταλλα και την επιφανειακή τους χημεία. Πραγματοποιήθηκαν πειράματα ασυνεχούς προσρόφησης και στη συνέχεια μελετήθηκε η οξειδωτική δράση τους στην απομάκρυνση της ΒΡΑ. Οι άνθρακες BFe και ΒΝΟFe επιφέρουν 82% και 88% καταστροφή της ΒΡΑ αντίστοιχα με προσθήκη υπεροξειδίου σε αναλογία 100molH2O2/molBPA. Το ΜnO2 που είναι εμποτισμένο στην επιφάνεια του άνθρακα ΒΜnΟ επιφέρει 95% καταστροφή της ΒΡΑ.
description: InthisthesisweusedactivatedcarbonstostudytheadsorptionandoxidativeremovalofBisphenol-Afromaqueoussolutions. Three activated carbons (B, CMK-3 and ppHP4) with different textural characteristics and surface chemistry were initially used. The effect of pH, ionic strength, initial concentration of BPA, temperature and time of contact as well as the desorption ability were studied. Equilibrium adsorption data followed both Langmuir and Freundlich isotherms. The adsorption capacity calculated from the Langmuir isotherm was found 910mg/g at initial pH 3 at 25oC for the carbon B. Adsorption followed second order rate kinetics. According to the thermodynamic parameters (ΔΗο, ΔSo, ΔGo) the adsorption is a spontaneous, exothermic and physical process. The adsorption of BPA on activated carbons could be attributed to π-π interactions of π electrons of BPA with the π electrons of benzene rings of activated carbons and hydrogen bonding between the –OH groups of BPA and the carbons. Activated carbon B proved to be the best adsorbent and so it was impregnated with Fe and Mn for the preparation of carbons (BFe, BNOFe, BMnO) with oxidative efficiency. The impregnated carbons were characterized for their textural characteristics, their Fe and Mn content and surface chemistry. Adsorption studies took place and then their oxidative efficiency was studied. When the BFe, BNOFe, BMnO adsorb and are saturated with BPA oxidation of BPA occurs in the BPA- spent carbons. The molar ratio of [H2O2]:[BPA] (0-100mol/mol) led to 2-82% for BNOFe and 75-88% for BFe removal of BPA with negligible aromatic products. ΜnO2coated on the BMnO carbon removed 95% of BPA.