Charakteristika sorbentů na bázi strusky

Bc. Veronika MALÁ

Master's thesis

Characterization of sorbents based on slag

Abstract:

Diplomová práce je zaměřená na studium vlivu vybraných parametrů na sorpční vlastnosti strusky. Sorpce kationtů Cd2+ a Pb2+ byly provedeny na strusce granulované a pemzové. V práci se sledují změny sorpčních schopností strusky při vypalování na různé teploty - 600°C, 800°C a 1000°C. Dále jsou v práci studovány podmínky, ovlivňující adsorpci vybraných kationtů, konkrétně teplota sorpce a vliv pH sorpčního roztoku. Sorpce byly provedeny při teplotách 15°C, 40°C a 60°C a při laboratorní teplotě. Všechny adsorpční izotermy vykazovaly průběh dle Langmuirova modelu sorpce. Nejlepší sorpční schopnosti byly pozorovány na strusce granulované, pálené při teplotě 600°C s úpravou počátečního pH sorpčního roztoku na hodnotu 4. Tento typ strusky vykazoval největší vnitřní povrch. Nejvyšší maximální naadsorbované množství Cd2+ (0,42 mmol/g) bylo na strusce granulované pálené při 600°C s úpravou počáteční hodnoty pH. Tento sorbent a úprava pH se také jeví jako účinný i pro odstranění Pb2+, kde bylo naměřeno maximální naadsorbované množství 0,60 mmol/g. Studium vlivu teploty ukázalo, že optimální teplota sorpce pro Cd2+ je laboratorní teplota a optimální teplota sorpce pro odstranění Pb2+ je 60°C. Jako vhodnějším adsorbentem pro případné další využití se jeví struska granulovaná upravená výpalem na teplotu 600°C s úpravou počáteční hodnoty pH sorpčního roztoku na hodnotu 4. Možnou příčinou vyšší schopnosti sorpce strusky granulované by mohl být obsah krystalické fáze, který s výpalem roste. U strusky pemzové dochází při vypalování pouze k rekrystalizaci.

Abstract:

This thesis studies influence of the selected parameters on adsorption properties of slag. Adsorption of Cd2+ and Pb2+ cations was measured on granulated and pumicular slag. Changes in adsorption properties of slag were observed for various slags burned at the different temperatures - 600 °C, 800 °C, and 1000 °C. Conditions ? sorption temperature and pH of sorption medium - influencing the degree of adsorption were also studied. All obtained adsorption isotherms followed Langmuir adsorption model. The highest degree of adsorption was achieved on the granulated slag burned at temperature 600 °C with an adjustment of pH of the initial sorption solution at 4. This type of slag exhibited the highest surface area. The highest amount of the adsorbed Cd2+ (0,42 mmol/g) was observed in the case of granulated slag at 600 °C with pH adjustment. in the beginning. This sorbent, and the pH adjustment also proved to be a sufficient method for the Pb2+ removal. In the case of Pb2+ the maximum adsorbed amount measured in this study is 0,60 mmol/g. It was found that the optimum sorption temperature for Cd2+ is room temperature, and the optimum temperature for Pb2+ is 60 °C. The granulated slag heated to 600 °C with pH adjustmen at 4 appears to be the best adsorbent for the Pb2+ removal. Possible reason for the higher sorption capability of the granulated slag could be the amount of crystalline phase, increasing with the higher temperature of burning. In the case of pumicular slag, only recrystallization occurs in the process of burning.

Keywords

struska, kadmium, olovo, sorpce

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 4. 2016

Accessible from:: 25. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Zuzana Navrátilová, CSc.

University of Ostrava

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Analytical Chemistry of Solid Phase