Ispitivanje sorpcionoh svojstava zemljastog litotipa lignita i proizvoda njegove pirolize prema teškim metalima i policikličnim aromatičnim ugljovodonicima
Authorized Users Only
2022
Master Thesis (Published version)
,
Univerzitet u Beogradu - Hemijski fakultet
Metadata
Show full item recordAbstract
U ovom radu urađeno je ispitivanje sorpcije i desorpcije „teških metala“ i policikličnih aromatičnih ugljovodonika (eng. polycylic aromatic hydrocarbons, RANѕ) na tri različita sorbenta: lignitu (K1), koksnom ostatku dobijenom pirolizom lignita na 500 oS (K1500) i koksnom ostatku dobijenom pirolizom smeše lignita i polietilena visoke gustine (eng. high density polyethylene, HDPE) na istoj temperaturi (K1N500). Cilj rada je bio da se na osnovu stepena sorpcije/desorpcije jona teških metala i RANѕ proceni kvalitet i potencijalna primena gore navedenih sorbenata. Lignit i koksni ostaci njegove pirolize, odnosno pirolize lignita i HDPE su odabrani imajući u vidu nastojanja da se lignit racionalnije iskoristi i u druge namene, osim direktnog sagorevanja, koje rezultuje stvaranjem deponija pepela i emisijom SO2, a u pojedinim slučajevima i oksida sumpora u atmosferu. Korišćen je zemljasti litotip lignita jer on ima najveći sadržaj mineralnih materija, uključujući gline koje su odlični sorben...ti, a relativno nisku toplotnu moć. Kao kontaminanti upotrebljeni su pripremljeni model rastvori jona teških metala (Cu2+, Co2+, Cd2+i Pb2+) i RANѕ (standardna smeša 17 jedinjenja), koji su sadržali znatno više koncentracije od dozvoljenih.
Procenat sorpcije svih metalnih jona je izuzetno visok na sva tri sorbenta, sa time što procenat sorpcije kobalta opada na pirolizovanim sorbentima, posebno sa HDPE. Kada je reč o smeši jona, najbolji rezultat je dobijen na sorbentu K1, a najlošiji na sorbentu K1500. Pri tome, procenat sorpcije bakra i olova iz smeše je gotovo identičan na sva tri supstrata, dok procenat sorpcije kobalta i kadmijuma znatno opada na pirolizovanim sorbentima, pogotovu K1500. Ovaj rezultat ukazuje da funkcinalne grupe, koje se delom gube pri pirolizi imaju veći značaj za vezivanje jona teških metala, posebno kobalta i kadmijuma. Rezultati simulacije desorbcije, kako pojedinačnih jona, tako i kada su oni u smeši, pokazuju da se desorpcija u najmanjem procentu odvija sa sorbenta K1, a u najvećem sa sorbenta K1N500. Za sve sorbente procenat desorbcije je genaralno niži za pojedinačne jone, nego kada su oni u smeši. Dobijeni rezultati jasno ukazuju da je prisustvo funkcionalnih grupa na lignitu od ključnog značaja ne samo za sorpciju ispitivanih jona teških metala, već i za jačinu interakcije sa sorbentom.
Svi policiklični aromatični ugljovodonici sa tri i četiri prstena sorbovali su se gotovo kvantitativno na K1. Na sorbentu K1500 procenat sorpcije tri- i tetraaromatičnih jedinjenja je niži, 70-85 %, sa izuzetkom hrizena, dok je stepen sorpcije pentacikličnih RANѕ na oba
sorbenta izuzetno visok. Maksimalan stepen desorbcije sa oba sorbenta je primećen za tetraaromate, za kojima slede triaromati. Procenat desorpcije pentaaromata je vrlo nizak. Uzimajući u obzir rezultate sorpcije i desorpcije, utvrđeno je da je mineralni lignit K1, bolji sorbent za PAHs i da ih čvršće vezuje u poređenju sa odgovorajućim proizvodom pirolize, zbog amorfnosti materijala i umreženije trodimenzionalne strukture koja omogućava inkluziju nepolarnih PAHs u hidrofobne šupljine.
Na osnovu dobijenih rezultata može se zaključiti da je zemljasti litotip lignita univerzalan i veoma efikasan supstrat za sorpciju teških metala i PAHs, čak i pri izuzetno visokom stepenu zagađenja, dok su proizvodi pirolize pokazali dobre rezlutate za Cu2+i Pb2+, kao i za RANѕ sa 5 prstenova.
Keywords:
zemljasti litotip lignita / piroliza / sorpcija / desorpcija / teški metali / policiklični aromatični ugljovodoniciSource:
2022, 1-66Collections
Institution/Community
Hemijski fakultet / Faculty of ChemistryTY - THES AU - Pantić, Mladen PY - 2022 UR - http://cherry.chem.bg.ac.rs/handle/123456789/4896 AB - U ovom radu urađeno je ispitivanje sorpcije i desorpcije „teških metala“ i policikličnih aromatičnih ugljovodonika (eng. polycylic aromatic hydrocarbons, RANѕ) na tri različita sorbenta: lignitu (K1), koksnom ostatku dobijenom pirolizom lignita na 500 oS (K1500) i koksnom ostatku dobijenom pirolizom smeše lignita i polietilena visoke gustine (eng. high density polyethylene, HDPE) na istoj temperaturi (K1N500). Cilj rada je bio da se na osnovu stepena sorpcije/desorpcije jona teških metala i RANѕ proceni kvalitet i potencijalna primena gore navedenih sorbenata. Lignit i koksni ostaci njegove pirolize, odnosno pirolize lignita i HDPE su odabrani imajući u vidu nastojanja da se lignit racionalnije iskoristi i u druge namene, osim direktnog sagorevanja, koje rezultuje stvaranjem deponija pepela i emisijom SO2, a u pojedinim slučajevima i oksida sumpora u atmosferu. Korišćen je zemljasti litotip lignita jer on ima najveći sadržaj mineralnih materija, uključujući gline koje su odlični sorbenti, a relativno nisku toplotnu moć. Kao kontaminanti upotrebljeni su pripremljeni model rastvori jona teških metala (Cu2+, Co2+, Cd2+i Pb2+) i RANѕ (standardna smeša 17 jedinjenja), koji su sadržali znatno više koncentracije od dozvoljenih. Procenat sorpcije svih metalnih jona je izuzetno visok na sva tri sorbenta, sa time što procenat sorpcije kobalta opada na pirolizovanim sorbentima, posebno sa HDPE. Kada je reč o smeši jona, najbolji rezultat je dobijen na sorbentu K1, a najlošiji na sorbentu K1500. Pri tome, procenat sorpcije bakra i olova iz smeše je gotovo identičan na sva tri supstrata, dok procenat sorpcije kobalta i kadmijuma znatno opada na pirolizovanim sorbentima, pogotovu K1500. Ovaj rezultat ukazuje da funkcinalne grupe, koje se delom gube pri pirolizi imaju veći značaj za vezivanje jona teških metala, posebno kobalta i kadmijuma. Rezultati simulacije desorbcije, kako pojedinačnih jona, tako i kada su oni u smeši, pokazuju da se desorpcija u najmanjem procentu odvija sa sorbenta K1, a u najvećem sa sorbenta K1N500. Za sve sorbente procenat desorbcije je genaralno niži za pojedinačne jone, nego kada su oni u smeši. Dobijeni rezultati jasno ukazuju da je prisustvo funkcionalnih grupa na lignitu od ključnog značaja ne samo za sorpciju ispitivanih jona teških metala, već i za jačinu interakcije sa sorbentom. Svi policiklični aromatični ugljovodonici sa tri i četiri prstena sorbovali su se gotovo kvantitativno na K1. Na sorbentu K1500 procenat sorpcije tri- i tetraaromatičnih jedinjenja je niži, 70-85 %, sa izuzetkom hrizena, dok je stepen sorpcije pentacikličnih RANѕ na oba sorbenta izuzetno visok. Maksimalan stepen desorbcije sa oba sorbenta je primećen za tetraaromate, za kojima slede triaromati. Procenat desorpcije pentaaromata je vrlo nizak. Uzimajući u obzir rezultate sorpcije i desorpcije, utvrđeno je da je mineralni lignit K1, bolji sorbent za PAHs i da ih čvršće vezuje u poređenju sa odgovorajućim proizvodom pirolize, zbog amorfnosti materijala i umreženije trodimenzionalne strukture koja omogućava inkluziju nepolarnih PAHs u hidrofobne šupljine. Na osnovu dobijenih rezultata može se zaključiti da je zemljasti litotip lignita univerzalan i veoma efikasan supstrat za sorpciju teških metala i PAHs, čak i pri izuzetno visokom stepenu zagađenja, dok su proizvodi pirolize pokazali dobre rezlutate za Cu2+i Pb2+, kao i za RANѕ sa 5 prstenova. T1 - Ispitivanje sorpcionoh svojstava zemljastog litotipa lignita i proizvoda njegove pirolize prema teškim metalima i policikličnim aromatičnim ugljovodonicima SP - 1 EP - 66 UR - https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_cherry_4896 ER -
@mastersthesis{ author = "Pantić, Mladen", year = "2022", abstract = "U ovom radu urađeno je ispitivanje sorpcije i desorpcije „teških metala“ i policikličnih aromatičnih ugljovodonika (eng. polycylic aromatic hydrocarbons, RANѕ) na tri različita sorbenta: lignitu (K1), koksnom ostatku dobijenom pirolizom lignita na 500 oS (K1500) i koksnom ostatku dobijenom pirolizom smeše lignita i polietilena visoke gustine (eng. high density polyethylene, HDPE) na istoj temperaturi (K1N500). Cilj rada je bio da se na osnovu stepena sorpcije/desorpcije jona teških metala i RANѕ proceni kvalitet i potencijalna primena gore navedenih sorbenata. Lignit i koksni ostaci njegove pirolize, odnosno pirolize lignita i HDPE su odabrani imajući u vidu nastojanja da se lignit racionalnije iskoristi i u druge namene, osim direktnog sagorevanja, koje rezultuje stvaranjem deponija pepela i emisijom SO2, a u pojedinim slučajevima i oksida sumpora u atmosferu. Korišćen je zemljasti litotip lignita jer on ima najveći sadržaj mineralnih materija, uključujući gline koje su odlični sorbenti, a relativno nisku toplotnu moć. Kao kontaminanti upotrebljeni su pripremljeni model rastvori jona teških metala (Cu2+, Co2+, Cd2+i Pb2+) i RANѕ (standardna smeša 17 jedinjenja), koji su sadržali znatno više koncentracije od dozvoljenih. Procenat sorpcije svih metalnih jona je izuzetno visok na sva tri sorbenta, sa time što procenat sorpcije kobalta opada na pirolizovanim sorbentima, posebno sa HDPE. Kada je reč o smeši jona, najbolji rezultat je dobijen na sorbentu K1, a najlošiji na sorbentu K1500. Pri tome, procenat sorpcije bakra i olova iz smeše je gotovo identičan na sva tri supstrata, dok procenat sorpcije kobalta i kadmijuma znatno opada na pirolizovanim sorbentima, pogotovu K1500. Ovaj rezultat ukazuje da funkcinalne grupe, koje se delom gube pri pirolizi imaju veći značaj za vezivanje jona teških metala, posebno kobalta i kadmijuma. Rezultati simulacije desorbcije, kako pojedinačnih jona, tako i kada su oni u smeši, pokazuju da se desorpcija u najmanjem procentu odvija sa sorbenta K1, a u najvećem sa sorbenta K1N500. Za sve sorbente procenat desorbcije je genaralno niži za pojedinačne jone, nego kada su oni u smeši. Dobijeni rezultati jasno ukazuju da je prisustvo funkcionalnih grupa na lignitu od ključnog značaja ne samo za sorpciju ispitivanih jona teških metala, već i za jačinu interakcije sa sorbentom. Svi policiklični aromatični ugljovodonici sa tri i četiri prstena sorbovali su se gotovo kvantitativno na K1. Na sorbentu K1500 procenat sorpcije tri- i tetraaromatičnih jedinjenja je niži, 70-85 %, sa izuzetkom hrizena, dok je stepen sorpcije pentacikličnih RANѕ na oba sorbenta izuzetno visok. Maksimalan stepen desorbcije sa oba sorbenta je primećen za tetraaromate, za kojima slede triaromati. Procenat desorpcije pentaaromata je vrlo nizak. Uzimajući u obzir rezultate sorpcije i desorpcije, utvrđeno je da je mineralni lignit K1, bolji sorbent za PAHs i da ih čvršće vezuje u poređenju sa odgovorajućim proizvodom pirolize, zbog amorfnosti materijala i umreženije trodimenzionalne strukture koja omogućava inkluziju nepolarnih PAHs u hidrofobne šupljine. Na osnovu dobijenih rezultata može se zaključiti da je zemljasti litotip lignita univerzalan i veoma efikasan supstrat za sorpciju teških metala i PAHs, čak i pri izuzetno visokom stepenu zagađenja, dok su proizvodi pirolize pokazali dobre rezlutate za Cu2+i Pb2+, kao i za RANѕ sa 5 prstenova.", title = "Ispitivanje sorpcionoh svojstava zemljastog litotipa lignita i proizvoda njegove pirolize prema teškim metalima i policikličnim aromatičnim ugljovodonicima", pages = "1-66", url = "https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_cherry_4896" }
Pantić, M.. (2022). Ispitivanje sorpcionoh svojstava zemljastog litotipa lignita i proizvoda njegove pirolize prema teškim metalima i policikličnim aromatičnim ugljovodonicima. , 1-66. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_cherry_4896
Pantić M. Ispitivanje sorpcionoh svojstava zemljastog litotipa lignita i proizvoda njegove pirolize prema teškim metalima i policikličnim aromatičnim ugljovodonicima. 2022;:1-66. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_cherry_4896 .
Pantić, Mladen, "Ispitivanje sorpcionoh svojstava zemljastog litotipa lignita i proizvoda njegove pirolize prema teškim metalima i policikličnim aromatičnim ugljovodonicima" (2022):1-66, https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_cherry_4896 .