Příprava a charakterizace magneticky modifikovaných fylosilikátů

Maxmilián Sladčík

Bakalářská práce

Preparation and characterization of magnetically modified phyllosilicates

Anotace:

Bakalářská práce se zabývá vlivem množství železa ve formě magnetických oxidů na vlastnosti připravených kompozitů na bázi fylosilikátů. Takto připravené materiály mají potenciální využití při odstraňování polutantů ze životního prostředí. Výhodou připravených kompozitů je jednoduchost jejich separace po procesu adsorpce aplikací vnějšího magnetického pole. Pro posouzení vlivu obsahu železa na výsledné vlastnosti kompozitů byla připravena série vzorků magneticky modifikovaného bentonitu a montmorillonitu lišících se výchozím obsahem železa. Pro přípravu těchto kompozitů byl využit postup srážení za asistence mikrovlnného záření. Byly použity různé metody charakterizace pro ověření vlivu celkového obsahu železa ve formě oxidů železa v kompozitech. Mezi provedenými analýzami bylo stanovení celkového obsahu železa a oxidu železnatého, studoval se povrch kompozitů skenovacím elektronovým mikroskopem a bylo sledováno pokrytí povrchu kompozitů oxidy železa. Dále byly kompozity studovány rtg difrakční analýzou, byla stanovena velikost specifického povrchu, změřeny magnetické vlastnosti a provedeny adsorpční experimenty s využitím kademnatých iontů. Provedené experimenty ukázaly, že rostoucí celkový obsah oxidů železa má odlišný vliv na magnetické vlastnosti kompozitu připraveného z montmorilonitu a bentonitu. Při použití vyšších obsahů prekurzoru připravovaných oxidů železa dochází u obou typů fylosilikátů k interkalaci železnatých a železitých iontů do mezivrství kompozitů. Magnetické oxidy železa obsazují především povrch fylosilikátů a tedy významným způsobem ovlivňují jejich adsorpční schopnosti kademnatých iontů.

Abstract:

The bachelor thesis is focused on the influence of the amount of iron in the form of magnetic oxides on the properties of prepared composites based on phyllosilicates. The materials prepared in this way have a potential use in removing pollutants from the environment. The advantage of the prepared composites is the simplicity of their separation after the adsorption process by applying an external magnetic field. To evaluate the effect of iron content on the resulting properties of composites, a series of samples of magnetically modified bentonite and montmorillonite differing from the initial iron content was prepared. The microwave-assisted precipitation procedure was used to prepare these composites. Various characterization methods have been used to verify the effect of total iron content in the form of iron oxides in composites. Among the analyzes performed, the total content of iron and iron oxide was determined, the surface of the composites was studied by scanning electron microscopy and the surface coverage of the composites with iron oxides was monitored. Furthermore, the composites were studied by X-ray diffraction analysis, the specific surface area was determined, the magnetic properties were measured and adsorption experiments were performed using cadmium ions. Experiments have shown that increasing the total content of iron oxides has a different effect on the magnetic properties of the composite prepared from montmorillonite and bentonite. When using higher contents of precursor of prepared iron oxides, both types of phyllosilicates intercalate ferrous and ferric ions into the intermediate layer of composites. Magnetic iron oxides mainly occupy the surface of phyllosilicates and thus significantly affect their adsorption capacity of cadmium ions.

Klíčová slova

Fylosilikáty, bentonit, montmorillonit, magnetická modifikace, adsorpce, magnetit, maghemit, oxidy železa

Keywords

Phylosilicates, bentonite, montmorillonite, magnetic modification, adsorption, magnetite, maghemite, iron oxides

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 6. 5. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 9. 6. 2022
• Vedoucí: Michaela Tokarčíková
• Oponent: Roman Gabor

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta materiálově-technologická

Bakalářský studijní program:
Nanotechnologie