| Popis: |
Στην εποχή μας, η ρύπανση και η συσσώρευση βαρέων μετάλλων στον υδροφόρο ορίζοντα οφείλεται κυρίως σε ανθρωπογενείς και βιομηχανικές δραστηριότητες. Ανάμεσα σε διάφορους επικίνδυνους ρυπαντές, το εξασθενές χρώμιο (Cr(VI)) είναι εξαιρετικά τοξικό, καθώς παρουσιάζει έντονη καρκινογόνο και μεταλλαξιογόνο δράση. Το Cr(VI) χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανικές διεργασίες όπως είναι η επιμετάλλωση, η παραγωγή βαφών κ.ά., οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα την ρύπανση του νερού. Το επιτρεπτό όριο του Cr(VI) στο πόσιμο νερό είναι 50 μg/L, συνεπώς καθίσταται απολύτως απαραίτητη η μείωση των επιπέδων του Cr(VI) από το νερό κάτω από τα επιτρεπτά όρια. Μια πληθώρα από συμβατικές μεθόδους έχουν χρησιμοποιηθεί για την απομάκρυνση του χρωμίου από υδατικά διαλύματα, ωστόσο αυτού του είδους οι μέθοδοι απαιτούν ειδικό εξοπλισμό, γεγονός που τις καθιστά λιγότερο ελκυστικές για την χρήση τους σε βιομηχανικές εφαρμογές. Στον αντίποδα, η αναγωγή του Cr(VI) σε Cr(III) αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη τεχνική απομάκρυνσης του Cr(VI) λόγω της ευκολίας στη χρήση και του χαμηλού κόστους που παρέχει. Τα μεταλλοχαλκογονίδια έχουν αξιοποιηθεί ευρέως για τέτοιου είδους περιβαλλοντικές εφαρμογές. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, περιγράφονται η σύνθεση και ο χαρακτηρισμός δύο νέων μεταλλοσουλφιδίων, των SnS2(DIMA)0.7(H2O)0.3 (SnS2/DIMA) και SnS2(Η2Ο)0.6(DIMA)0.1 (SnS2/H2O) που αποτελούν ενώσεις παρεμβολής του SnS2. Τα υλικά αυτά παρουσίασαν εξαιρετικά γρήγορη και εκλεκτική ικανότητα απομάκρυνσης Cr(VI) από υδατικά διαλύματα διαφόρων τιμών pH και τροποποιήθηκαν με διάφορα μέταλλα με σκοπό την ελεγχόμενη ρύθμιση των ενεργειών χάσματός τους. Επίσης συντέθηκε το σύνθετο υλικό SnS2/H2O με αλγινικό ασβέστιο (CA), CA@SnS2/H2O, το οποίο αξιολογήθηκε για την ικανότητα απομάκρυνσης Cr(VI) από βιομηχανικά απόβλητα υπό ροή σε στήλη. Είναι σημαντικό να σημειωθεί πως τέτοιου είδους μελέτη δεν έχει αναφερθεί ξανά στη βιβλιογραφία όσον αφορά τα μεταλλοχαλκογονίδια. Το σύνθετο υλικό παρουσίασε εξαιρετική αποτελεσματικότητα και ικανότητα επαναχρησιμοποιήσης στα πειράματα απομάκρυνσης Cr(VI) υπό συνεχή ροή. Nowadays, the accumulation of heavy metals in water is mainly due to anthropogenic and industrial activities. Among different hazardous pollutants, Cr(VI) is highly toxic and extensively used in industrial processes such as metal plating, dye industries etc. and leads to the contamination of the groundwater. The tolerable limit of Cr(VI) is 50 μg/L in drinkable water. Therefore, it is of great importance that the level of Cr(VI) from contaminated water should be reduced below the acceptable limit. A number of conventional processing techniques can be used to remove Cr(VI) from an aqueous solution; however, these procedures are expensive and require specified equipment, making them less preferable for industrial applications. In contrast, reduction of Cr(VI) to Cr(III) ions is one of the highly promising approaches owing to its cost-effectiveness, and the ease of operation. Metal chalcogenides have been widely used for this purpose. Herein, we report the synthesis and characterization of new modified SnS2 phases, SnS2(DIMA)0.7(H2O)0.3 (SnS2/DIMA) and SnS2(Η2Ο)0.6(DIMA)0.1 (SnS2/H2O). These materials have performed rapid and efficient removal of Cr(VI) from acidic, neutral and alkaline solutions and in the presence of various competitive ions. Also, SnS2/DIMA and SnS2/H2O have been dopped with metals in order to modify their band gap energies. In addition, a composite material based on SnS2/H2O and calcium alginate has been applied for the removal of Cr(VI) under continuous flow conditions, with such study first time reported for metal chalcogenides. Specifically, the CA@SnS2/H2O has been used as stationary phase in columns that have been utilized for Cr(VI) removal from chrome-plating wastewater samples. Regeneration of the stationary phase was also possible and the column could be reused several times with minimal loss of its capacity. 121 σ. |
