Desorpce iontů těžkých kovů z uhlíkatých adsorbentů

Bc. Veronika BANDEVSKÁ

Master's thesis

Desorption of heavy metal ions from carbonaceous adsorbents

Abstract:

Tato práce byla zaměřena na prozkoumání možnosti technického provedení desorpce měďnatých iontů ze dvou typů uhlíkatých adsorbentů (aktivní uhlí, uhlíkatý xerogel). Byla sledována rychlost a účinnost desorpce různými elučními činidly. Dále bylo cílem naměření adsorpční - desorpční izotermy a zakoncentrování adsorbátu. Téměř srovnatelné desorpční schopnosti při desorpci Cu2+ iontů z aktivního uhlí měla H2SO4 (0,05 mol l?1), HCl (0,1 mol l?1) i HNO3 (0,1 mol l?1), kterými bylo desorbováno přibližně 67 - 73 % adsorbovaných iontů. Větší desorbované množství Cu2+ iontů z aktivního uhlí bylo získáno desorpcí kyselinou dusičnou (1 mol l?1), a to až 83 %. Toto eluční činidlo bylo také použito pro desorpci Cu2+ iontů z uhlíkatého xerogelu, ze kterého desorbovalo 87 % navázaných iontů. Desorpční rovnováhy bylo dosaženo různými elučními činidly za 2 hodiny u obou adsorbentů. Byla také nalezena optimální metoda měření adsorpční ? desorpční izotermy Cu2+ iontů, přičemž adsorpce byla provedena v acetátovém pufru (pH = 4) a metoda měření desorpční větve zahrnovala opakované loužení adsorbentu s navázanými Cu2+ ionty v čistém pufru. U izotermy na aktivním uhlí byla zpozorována také hysterezní smyčka a po desorpci zůstalo na aktivním uhlí navázáno 46 % iontů. Z uhlíkatého xerogelu bylo při měření desorpční větve izotermy desorbováno 82 % Cu2+ iontů již při první desorpci. Loužením 0,5 g adsorbentů s navázanými Cu2+ ionty v 10 ml HNO3 (1 mol l?1) bylo dosaženo až několikanásobného zakoncentrování adsorbátu.

Abstract:

This thesis was focused on the examinaton the possibility of technical realization of the desorption of copper ions from two carbonaceous adsorbents ? activated carbon, carbon xerogel. Desorption rate and efficiency of various desorption eluents was investigated. Further aim was measuring of adsorption ? desorption isotherms and also it was important to gain the adsorbate in concentrated state. The desorption abilities of H2SO4 (0,05 mol l?1), HCl (0,1 mol l?1) and HNO3 (0,1 mol l?1) to desorb the copper ions from activated carbon were almost comparable, the desorption amount of copper ions was approximately 67 ? 73 %. Larger amount of desorbed Cu2+ ions from activated carbon (83 %) was gain using HNO3 (1 mol l?1). This eluent was also used to desorb copper ions from carbon xerogel, the desorbed amount of Cu2+ ions was 87 %. The equilibrium of desorption was obtain in two hours by various eluents from both adsorbents. The optimal method for measuring adsorption ? desorption isotherm of Cu2+ ions was found. The adsorption was performed in acetate buffer (pH = 4) and the desorption branche involved repeated leaching of adsorbent with copper ions in the pure buffer. Hysteresis loop was observed on the graph of isotherm on activated carbon. There was 46 % of adsorbed copper ions on activated carbon after desorption. 82 % of copper ions was desorbed from carbon xerogel after the first desorption. Leaching 0,5 g of adsorbent with adsorbed copper ions in 10 ml of HNO3 (1 mol l?1) resulted in gaining the adsorbate in concentration state several time higher than the concentration of solution used for adsorption.

Keywords

desorpce, těžké kovy, aktivní uhlí, uhlíkatý xerogel, adsorpční, desorpční izoterma, zakoncentrování adsorbátu

Language used: Czech

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

Accessible from:: 25. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: doc. RNDr. Václav Slovák, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

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