Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας, είναι η ανάπτυξη σύνθετων υλικών, τα οποία προκύπτουν από τον συνδυασμό στοιχείων, που χρησιμοποιούνται στα κτίρια (Ανακυκλωμένο Κεραμικό, Τσιμέντο, Γύψος), με ένα μικροπορώδες υλικό της κλάσης των Μεταλλο-Οργανικών Κατασκευών (Metal-Organic-Frameworks, MOFs), το MIL-53(Al). Τo συγκεκριμένο υλικό, έχει την ικανότητα να προσροφά διοξείδιο του άνθρακα (CO2) από το περιβάλλον και να παραμένει ευσταθές, σε πραγματικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Αναγκαία είναι η επιλογή κατάλληλου συγκολλητικού υλικού (binder) μεταξύ των δύο, προκειμένου να μη χαθούν οι προσροφητικές ιδιότητες του MOF και να διατηρηθεί η κρυσταλλική του δομή. Τα συγκολλητικά υλικά που χρησιμοποιήθηκαν είναι η Πολυβινυλική Φορμαλδεΰδη (Polyvinyl Formal, PVF) και o Μπετονίτης (Bentonite, Bent). Η εργασία περιλαμβάνει, την ανάπτυξη των παραπάνω σύνθετων υλικών στο εργαστήριο, μετρήσεις Περίθλασης Ακτίνων Χ σε Κονιάματα (PXRD), για την αξιολόγηση της κρυσταλλικότητας και της δομής των στερεών δειγμάτων, Θερμοσταθμική Ανάλυση (TGA), για την θερμική τους σταθερότητα και μετρήσεις Ποροσιμετρίας, για την διερεύνηση των προσροφητικών τους ικανοτήτων. Η παρούσα εργασία επιδιώκει να συνεισφέρει στην επιστήμη των υλικών και των τεχνολογιών αρνητικού άνθρακα (Negative Carbon Technologies) και να διερευνήσει τη δυνατότητα τα στοιχεία ενός κτηρίου, να καταστούν αποθήκες CO2. Με αυτόν τον τρόπο, ενισχύονται οι συνδυαστικές στρατηγικές ελάττωσης των συγκεντρώσεων του θερμοκηπικού αυτού αερίου από την ατμόσφαιρα, προκειμένου να συμβάλλει στη μείωση της ανθρωπογενούς κλιματικής αλλαγής.
(EL)
The purpose of this master’s thesis, is the development of composite materials, which result from the combination of structure materials used in buildings (Recycled Ceramic, Cement, Gypsum), with a microporous material of the Metal-Organic-Frameworks class (MOFs), the MIL-53(Al). The specific material has the ability to adsorb carbon dioxide (CO2) from the environment and remain stable in real environmental conditions. It is necessary to choose a suitable adhesive material (binder) between the two, in order not to lose the adsorption properties of the MOF and to maintain its crystalline structure. The adhesive materials used are Polyvinyl Formal (PVF) and Bentonite. This thesis includes, the development of the above composite materials in the laboratory, Powder X-ray Diffraction (PXRD) measurements, to evaluate the crystallinity and structure of the solid samples, Thermogravimetric Analysis (TGA), for their thermal stability and Porosimetry measurements, to investigate their adsorption capacities. The present thesis seeks to contribute to the science of materials and Negative Carbon Technologies and investigate the possibility that materials of a building, become CO2 stores. In this way, the combined strategies of reducing the concentrations of this greenhouse gas from the atmosphere are strengthened, in order to contribute to the reduction of anthropogenic climate change.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
