Odpadní kaly z čistíren důlních vod Oslavany a Zlaté Hory jako prekurzor pro přípravu nanokompozitu na bázi nulamocného železa a uhličitanů

Bc. Ivo MEDŘÍK

Master's thesis

Waste sludge from water treatment plants Oslavany and Zlaté Hory as a precursor for preparation of nanocomposite based on zero-valent iron and carbonate

Abstract:

Diplomová práce pojednává o přípravě a charakterizaci kompozitního nanomateriálu, u kterého jsou vysoce reaktivní nanočástice železa kotveny ve vápenaté matrici. Prekurzorem pro výrobu tohoto kompozitu je železito-vápenatý neutralizační kal z čistíren důlních vod. Tento materiál byl zvolen pro přípravu kompozitu kvůli dobré cenové i množstevní dostupnosti. Prekurzor byl detailně charakterizován a jeho zpracování bylo v rámci této práce optimalizováno. Vysokoteplotní transformace prekurzoru byla prováděna v laboratorní fluidní peci v redukční vodíkové atmosféře. Optimalizace přípravy probíhala především ve volbě reakční teploty a času. Připravené materiály byly charakterizovány z pohledu morfologie a struktury skenovací elektronovou mikroskopií, prvkové analýzy fluorescenční spektrometrií a fázového složení rentgenovou difrakcí. Amorfní i krystalické formy prvku železa byly určeny Mssbauerovou spektroskopií.

Abstract:

The diploma thesis deals with the preparation and characterization of composite nanomaterial formed by zero??-valent iron nanoparticles in calcium based matrix. The precursor of the nanocomposite is iron-calcium sludge from mine water treatment plants. This precursor was chosen due to good price and tonnage availability. Firstly, the precursors were characterized in terms of morphology and composition. Secondly, their processing (reduction) were optimized. Hightemperature transformation of precursor was performed in laboratory fluid furnace in hydrogen atmosphere. The optimization of the process mainly takes place in the selection of the reaction temperature and time. Finally, the prepared materials were characterized from the viewpoint of morphology and structure by scanning electron microscopy, the elemental analyses were performed by fluorescence spectrometry, the phase composition was determined by X-ray powder diffraction, and the amorphous and crystalline forms of iron were characterized by Mssbauer spectroscopy.

Keywords

Nanočástice nulamocného železa, kompozitní materiál, železo-vápenatý kompozit, redukce v pevné fázi, Mössbauerova spektroskopie, rentgenová difrakce

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 1. 2015

Accessible from:: 3. 1. 2025

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Jan Filip, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Master programme / field:
Physics / Nanotechnology