Magnetické nanomateriály pro odstraňování polutantů z životního prostředí a možnosti jejich regenerace

Bc. Jiří FAFEK

Master's thesis

Magnetic nanomaterials for removing pollutants from the environment and the possibility of their regeneration

Anotácia:

Cílem této práce bylo zjištění adsorpčních vlastností magnetických nanosorbentů dopovaných oxidem ceričitým a také účinnosti tepelné a chemické (výmývání) desorpce. Byla zkoumána sorpce fosforečnanů a cefalexinu na sadě 4 sorbentů. Data byla dále proložena matematickými modely adsorpčních izoterem a byla získána maximální adsorpční kapacita a posouzena povaha adsorpce. Nejvyšší maximální adsorpční kapacity dosahoval v obou případech vzorek AV. Pro fosforečnany byla qMAX 22,05 mg/g a pro cefalexin 47,10 mg/g. Nejnižší maximální adsorpční kapacity dosahoval sorbent UK a to 9,88 mg/g pro fosforečnany a 16,30 mg/g pro cefalexin. Regenerace sorbentů vymýváním probíhala za pomocí různých činidel, nejlepších výsledků pro fosforečnany dosahoval NaHCO3, kde účinnost pro vymývání byla 16,39 %. U cefalexinu vymývání probíhalo nejlépe s HCl, kde byla účinnost 1,74 %. U termální desorpce cefalexinu byl nejúčinější sorbent AV s účinností 32,23 % po dvou cyklech. Pro fosforečnany bylo po dvou cyklech dosaženo účinnosti 23,4 % se sorbentem UV.

Abstract:

The aim of this study was to investigate the adsorption properties of magnetically modified nanosorbents doped with cerium oxide and to assess the efficiency of desorption using both washing and thermal methods. We examined the sorption of phosphate ions and cephalexin using four different sorbents. Subsequently, mathematical models of adsorption isotherms were fitted to the data, enabling determination of maximum adsorption capacity and assessment of adsorption behavior. Among the sorbents tested, sample AV exhibited the highest maximum adsorption capacities in both cases: 22,05 mg/g for phosphate ions and 47,10 mg/g for cephalexin. Conversely, sorbent UK showed the lowest maximum adsorption capacities: 9,88 mg/g for phosphate ions and 16,30 mg/g for cephalexin. Sorbent regeneration through washing was performed using various agents. The most effective results for phosphate ions were obtained with NaHCO3, resulting in an efectivity of 16,39 % after washing. For cephalexin, the optimal washing agent was HCl, yielding an efectivity of 1,74 %. In terms of thermal desorption, sample AV proved to be the most efficient sorbent for cephalexin, achieving an efectivity of 32,23 % after two cycles. For phosphate ions, an efectivity of 23,4 % was attained after two cycles with sorbent UV.

Kľúčové slová

adsorpce, oxid ceričitý, magnetit, desorpce, cefalexin, fosforečnany

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 19. 4. 2024

Zverejniť od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Mgr. Jakub Ederer, Ph.D.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Environment

Master programme / odbor:
Technologies for environmental protection / Environmental technology