Sírou dopované uhlíkaté materiály pro sorpci iontů kovů z vodných roztoků

Patrik KOPČAN

Bachelor's thesis

Sulphur doped carbons for sorption of metal ions from aqueous solutions

Abstract:

Práce se zabývá přípravou sírou dopovaných uhlíkatých materiálů, na nichž byla následně testována adsorpce dvou iontů těžkých kovů, konkrétně Cd(II) a Hg(II). Pomocí tří zvolených metod byly s využitím Na2S2O3, dimethyldisulfidu a L-cysteinu provedeny povrchové modifikace dvou uhlíkatých materiálů, a to komerčně dostupného granulovaného aktivního uhlí a hierarchicky porézního uhlíkatého monolitu. Pro všechny materiály byly provedeny kinetické experimenty. Pro materiály, které vykázaly při kinetických experimentech nejvyšší hodnoty adsorbovaného množství, byly provedeny také rovnovážné adsorpční experimenty. Adsorpce Cd(II) iontů probíhala nejúčinněji na materiálech dopovaných pomocí Na2S2O3, kde bylo pro granulované aktivní uhlí dosaženo hodnoty adsorpční kapacity 0,36 mmol/g a pro hierarchicky porézní uhlíkatý monolit 0,18 mmol/g. Adsorpce Hg(II) iontů probíhala na všech dopovaných materiálech velmi účinně. Nejlépe adsorpce probíhala na hierarchicky porézním uhlíkatém monolitu modifikovaném pomocí Na2S2O3, kde hodnota adsorpční kapacity dosáhla 0,74 mmol/g a dále na granulovaném aktivním uhlí modifikovaném pomocí dimethyldisulfidu, kde dosáhla hodnoty přibližně 0,70 mmol/g.

Abstract:

This work deals with the preparation of sulfur-doped carbon materials, on which the adsorption of two heavy metal ions, namely Cd(II) and Hg(II), was subsequently tested. Surface modifications of two carbon materials, namely commercially available granular activated carbon and hierarchically porous carbon monolith, were performed using three selected methods. Materials used for the modifications were Na2S2O3, dimethyl disulfide and L-cysteine. Kinetic experiments were performed for all materials. Equilibrium adsorption experiments were performed for materials that showed the highest values of adsorbed amount in kinetic experiments. The adsorption of Cd(II) ions was the most efficient on materials doped with Na2S2O3, where it reached an adsorption capacity of 0,36 mmol/g for granular activated carbon and 0,18 mmol/g for hierarchically porous carbon monolith. The adsorption of Hg(II) ions was very efficient on all doped materials. The best results were obtained on hierarchically porous carbon monolith modified with Na2S2O3, where the value of adsorption capacity reached 0,74 mmol/g, and further on granular activated carbon modified with dimethyl disulfide, where it reached approximately 0,70 mmol/g.

Keywords

Adsorpce, dopování sírou, uhlík, kadmium, rtuť

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 4. 2022

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 13. 6. 2022
• Supervisor: doc. RNDr. Václav Slovák, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Chemistry / Chemistry