Στην μεταπτυχιακή αυτή εργασία μελετήθηκαν 4 μαγνητικά προσροφητικά υλικά ως προς την
ικανότητα τους να απομακρύνουν ανόργανους και οργανικούς ρύπους από λυματολάσπη. Για
τον λόγο αυτό συντέθηκαν, μέσω αλκαλικής υδρόλυσης αλάτων του δισθενούς και τρισθενούς
σιδήρου μαγνητικά υλικά με οργανική και ανόργανη μήτρα υποστρώματος και συγκεκριμένα
μαγνητικός ενεργός άνθρακας (ΜΑC), μαγνητικό βιοεξανθράκωμα (MBC), μαγνητικά
νανοσωματίδια (ΜΝΡs) και μαγνητικός ζεόλιθος (ΜΖ) (συνθετικός: Να-Χ και φυσικός:
κλινοπτιλόλιθος). Τα υλικά χαρακτηρίστηκαν με φασματοσκοπία υπερύθρου (ATR-IR),
περίθλαση ακτίνων Χ (XRD) και φασματοσκοπία φθορισμού ακτίνων Χ (XRF) και στη συνέχεια
μελετήθηκαν οι ισόθερμες προσρόφησης μέσω πειραμάτων διαλείποντος έργου, για 6
κατιόντα μετάλλων (Zn+2 ,Cu+2,Cr+3,Ni+2,Cd+2 και Pb+2) και 6 οργανικές ενώσεις που ανήκουν
στην γενική κατηγορία των αντηλιακών ενώσεων (δηλαδή το 2-αιθυλο-εξυλ- 4-(-διμεθυλ-
αμινο) βενζοϊκό οξύ ή (αιθυλ-εξυλ PABA) (EDP), το ισοάμυλο 4-μεθοξυκινναμικό (IMC), το 2-
αιθυλεξυλ-2-κυανο -3,3 –διφαινυλακρυλικό (οκτοκρυλένιο) (OCR), το 2-αιθυλεξυλο- 4-μεθοξυ
κινναμωμικό (EMC) και η 3- (4-μεθυλο-βενζυλιδενίου) καμφορά (ΜΒC)). Η προσροφητική
ικανότητα των υλικών μελετήθηκε σύμφωνα με τα μοντέλα προσρόφησης Langmuir και
Freundlich. Έπειτα αυτά τα μαγνητικά υλικά χρησιμοποιήθηκαν για την απομάκρυνση βαρέων
μετάλλων από λυματολάσπη σε πειράματα στατικής αποκατάστασης αλλά και σε δοκιμές
έκπλυσης. Ο ποσοτικός προσδιορισμός των μετάλλων πραγματοποιήθηκε με
φασματοφωτόμετρο ατομικής απορρόφησης με φλόγα ή φούρνο γραφίτη ενώ ο
προσδιορισμός των οργανικών ενώσεων πραγματοποιήθηκε με υγρή χρωματογραφία υψηλής
απόδοσης (ΗPLC) με ανιχνευτή UV. Από την μελέτη προέκυψε ότι το ΜΑC και το MBC είναι
πολύ καλά προσροφητικά υλικά για τις οργανικές ενώσεις που μελετήθηκαν παραπάνω, ενώ ο
ζεόλιθος έχει καλή προσροφητική ικανότητα για τα προαναφερθέντα μέταλλα και ιδιαίτερα
για το μόλυβδο.
(EL)
In this postgraduate work, 4 magnetic adsorbents were studied for their ability to remove
inorganic and organic pollutants from sludge. For this reason, magnetic materials with organic
and inorganic substrate matrix like the magnetic activated carbon (MAC), magnetic biochar
(MBC), magnetic nanoparticles (MNPs) and magnetic zeolite (MZ) (synthetic: Na-X and natural:
clinoptilolite) were synthesized by alkaline hydrolysis of the divalent and trivalent iron salts.
The characterization of these materials was performed by Fourier transform infrared (AFT-IR),
X-ray diffraction (XRD) and X-ray fluorescence spectroscopy (XRF). Then the adsorption
isotherms were studied by intermittent experiments for 6 metal cations (Zn+2
,Cu+2,Cr+3,Ni+2,Cd+2 και Pb+2) and 6 organic compounds belonging to the general category of
sunscreen compounds (i.e. 2-ethylhexyl-4 - (- dimethyl-amino) benzoic acid or (ethylhexyl
PABA) (EDP), isoamyl 4-methoxycinnamate (IMC), 2-ethylhexyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylate
(OCR), 2-ethylhexyl-4-methoxy cinnamomate (EMC) and 3- (4-methylbenzylidene) camphor
(MBC). The adsorption capacity of the materials was studied according to Langmuir and
Freundlich adsorption models. These magnetic materials were then used to remove heavy
metals from sewage sludge in static restoration experiments as well as in leaching tests. The
quantification of metals was carried out by atomic absorption spectrophotometer with flame or
graphite furnace while the determination of organic compounds was performed by high
performance liquid chromatography (HPLC) with a UV detector. The study showed that MAC
and MBC are very good adsorbents for the organic compounds which studied above, whereas
zeolite has good adsorption capacity for the above mentioned metals and especially for lead.
(EN)
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων
