Naslov
Vezanje žive na modificirane silikatne površine
(Binding of Mercury on Modified Silicate Surfaces)

Autori
Ljiljana Marinić Pajc

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
22.12

Godina
2010

Stranica
198

Mentor
Horvat, Alka J.M

Ključne riječi
bakar; modificirana dijatomejska zemlja; živini spojevi; primarni benzin; karakterizacija; ravnotežna i kinetička analiza
(copper; modified diatomaceous earth; mercury compounds; naphtha; characterisation; equilibrium and kinetic analysis)

Sažetak
Po prvi puta istraživana je mogućnost uklanjanja žive iz frakcijskog produkta rafinerijske prerade primjenom bakrom modificirane dijatomejske zemlje (CuDz) kao potencijalnog sorbensa. Poznato je da prirodni tekući ugljikovodici, ovisno o nalazištu, sadrže razne metale i / ili njihove spojeve, kao npr. živu. Prisutnost živinih spojeva u nafti koja zatim zaostaje tijekom rafinerijske prerade u frakcijskim produktima (derivatima) može dovesti do niza ozbiljnih tehničko-tehnoloških problema s posljedicom smanjenja profitabilnosti postupaka i kvalitete produkata. Cilj ovog istraživanja bio je provesti karakterizaciju prirodne dijatomejske zemlje (Dz) i njezinih modifikacija, kao i evaluaciju dobivenih eksperimentalnih podataka tijekom vezanja metala na njihovim površinama pomoću različitih empirijskih modela. Karakterizacija strukture Dz i CuDz provedena je primjenom različitih tehnika: rendgenskom difrakcijom na prahu (XRD), valnom disperzijskom rendgenskom fluoescentnom spektrometrijom (WDXRF), metodama za ispitivanje toplinske postojanosti (TG i DSC), pretražnom elektronskom mikroskopijom (SEM), spektrometrijom apsorpcije infracrvenog zračenja s Fourierovom transformacijom signala (FT-IR) i nekim drugim metodama. Istražene su i međupovršinske pojave modificiranih sorbenasa određivanjem ukupne površinske energije mjerenjem kontaktnog kuta i točke nultog naboja, mjerenjem zeta potencijala ovisno o promjeni pH vrijednosti. Strukturna karakterizacija CuDz pokazala je da dodatak modifikatora, posebice zasićenih otopina soli bakra prirodnoj dijatomejskoj zemlji dovodi do promjena u njezinim kemijskim i mineraloškim sastavima, morfološkim strukturama, toplinskim, hidrofilnim odnosno hidrofobnim svojstvima. Mineraloški sastav Dz pokazuje uglavnom amorfni SiO2 s vrlo malim udjelima kvarca, kristobalita, getita, kaolinita i ostalih minerala glina. Mineraloški sastav modifikacija CuDz također pokazuje prisutnost kvarca, kristobalita i kaolinita kao u izvornoj Dz no dokazana je i prisutnost halkantita, bonatita i eriohalcita. Morfološka struktura CuDz se bitno razlikuje od njezine izvorne strukture jer se na perforiranoj strukturi fosilnih ostataka izvornih dijatoma uočavaju istaložene kristalične nakupine soli. Termička postojanost CuDz smanjuje se povećanjem udjela soli, što se vidi iz temperaturnih pomaka endotermnih i egzotermnih pikova. Površinski klasteri identificirani su u svim CuDz, bilo da su obrađene sa zasićenim ili razrijeđenim otopinama soli. Ravnotežnom i kinetičkom analizom dokazano je da predobrada Dz ima velik utjecaj na masu vezanog bakra pa tako isprana dijatomejska zemlja (Dz-I) veže puno veću masu (79, 10 mg g-1) u odnosu na Dz (44, 8 mg g-1), koja se porastom temperature smanjuje. Ravnotežna izoterma dobro se opisuje Freundlichovim ravnotežnim modelom. Istraženo temperaturno područje preusko je da bi se na suvis, kao ao način moglo zaključiti o funkcijskom obliku ovisnosti parametra Kf, odnosno parametra n o temperaturi. Lagergrenov je model prikladan za kinetički opis vezanja bakra na istraženu dijatomejsku zemlju. Kinetička analiza vezanja žive na bakrom modificiranu dijatomejsku zemlju (CuDz-I-SULFAT) pri svim ispitanim temperaturama i koncentracijama otopina omogućila je postavljanje novog empirijskog modela, koji pretpostavlja da već vezana živa na površini sorbensa ima svojstvo autoaklcelaracije, tj. ubrzava njezino daljnje sorpcijsko povezivanje. Ravnotežu između CuDz-I-SULFAT i žive u primarnom benzinu pri svim ispitanim temperaturama moguće je opisati Freundlichovim modelom, što također potvrđuje da sorpcija žive nije ograničena na stvaranje monomolekulskog sloja, nego da se molekule mogu i dalje vezati na već stvoreni sloj na površinu sorbensa.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemija

POVEZANOST RADA