Μελέτη του δομικού ρόλου του Fe σε αδρανοποιημένα απόβλητα με φασματοσκοπία XAFS στις ακμές L και K του Fe
Creators: name: Τσελίκας, Δημήτριος Νικολάου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2018
Subjects: Δομικός ρόλος
Αδρανοποιημένα απόβλητα
Φασματοσκοπία απορρόφησης ακτίνων-Χ
Structural role
Stabilized waste
XAFS spectroscopy

description: Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να μελετηθεί ο δομικός ρόλος του Fe σε αδρανοποιημένα τοξικά απόβλητα. Η σταθεροποίηση και η διαχείριση των τοξικών αποβλήτων προκαλεί εδώ και χρόνια σοβαρό περιβαλλοντολογικό προβληματισμό και αποτελεί μεγάλο κομμάτι της επιστημονικής έρευνας. Μία τεχνική αδρανοποίησης των τοξικών αποβλήτων είναι η μέθοδος της υαλοποίησης, κατά την οποία τοξικά απόβλητα όπως ο μόλυβδος αδρανοποιούνται εντός του υαλώδους δικτύου των υλικών. Τα γυαλιά αποτελούν εξαιρετικά χημικά αδρανή υλικά και μπορούν να αποτεθούν με ασφάλεια. Η σταθερότητα αυτών των στερεών ωστόσω, καθορίζεται από τον δομικό ρόλο του Fe, ο οποίος μπορεί να λειτουργήσει ως υαλοσχηματιστής η τροποποιητής υαλώδους δικτύου. Επομένως καθίσταται αναγκαία η μελετη του δομικού ρόλου του Fe εντός του υαλώδους δικτύου καθώς από αυτόν εξαρτάται η επιτυχία της αδρανοποίησης μέσω της υαλοποίησης. Αρκετοί παράγοντες επηρεάζουν τον δομικό ρόλο του Fe, όπως η χημική σύσταση του αποβλήτου και η συγκέντρωση σε αποτεφρωμένο απόβλητο, που καθορίζουν το σθένος του Fe και την γεωμετρία της συναρμογής γύρω από αυτόν. Για την μελέτη του δομικού ρόλου του Fe, εφαρμόστηκε η φασματοσκοπία NEXAFS με χρήση της ακτινοβολίας σύγχροτρον . Η τεχνική αυτή είναι εξαιρετικά χρήσιμη για τον χαρακτηρισμό των υαλοποιημένων αποβλήτων και παρέχει πληροφορίες για τη μελέτη σε ατομικό επίπεδο, της τοπικής δομής γύρω από τα στοιχεία ενός υλικού. Από την ανάλυση προκύπτει πως ο Fe καθίσταται υαλοσχηματιστής όσο το ποσοστό αποβλήτου στο δείγμα αυξάνεται, κατά συνέπεια, η υαλοποίηση μπορεί να θεωρηθεί επιτυχής καθώς η σταθερότητα της δομής ενισχύεται.
description: The aim of this MSc Thesis is to study the structural role of Fe in stabilized hazardous waste. The stabilization of the industrial toxic waste has been a subject of strenuous scientific study over the years. One of the most common techniques of stabilizing the toxic waste is vitrification. Through this process, the toxic wasted such as Pb, is mixed with glass-forming compounds to create a durable material, that traps the waste inside. Then, the product can be safely stored for long periods of time without concern. The stabilization strongly depends on the structural role of Fe, that can function either as a glass former or as a glass modifier. Therefore, it is essential to recognize the structural role of Fe, as it the key contributing factor for the success of the stabilization through vitrification. Several factors affect the structural role of Fe, such as chemical composition of the waste material and the accumulation in incinerated waste, that define the valence and symmetry around Fe. For the study of the structural role of Fe, synchrotron radiation is applied and more specifically the NEXAFS spectroscopy. This element specific and non-destructive technique is extremely useful for the characterization of the vitrified waste samples and provides information at atomic and molecular level. In conclusion, from the above mentioned analysis, Fe is rendered a glass-former as the percentage of toxic waste increases in the samples. So the vitrification can be considered successful as the structural stability is improved.
description: Σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Γκρενόμπλ (Γαλλία), το ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος, και το CNRS (Centre National de la Researche Scientifique, Γαλλία)