Pobierz opis

UNIWERSYTET MARII CURIE-SKŁODOWSKIEJ W LUBLINIE
Wydział Chemii
Zakład Chemii Nieorganicznej
Imię i nazwisko:
Agnieszka Adamczuk
Adres e-mail:
[email protected]
Nazwa uczelni:
Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie
Wydział Chemii
Zakład Chemii Nieorganicznej
Tytuł pracy doktorskiej:
Zastosowanie bioadsorbentów i jonitów selektywnych w procesie
usuwania jonów Cr(III,VI), As(III,V), Cu(II) oraz Zn(II).
Skrócony opis pracy doktorskiej
Zupełnie nowe perspektywy w kierunku usuwania jonów metali ciężkich z wód i ścieków
stwarzają metody adsorpcyjne i jonowymienne wykorzystujące materiały wytwarzane w sposób
nowatorski i o specyficznych właściwościach. Przykładem jest tu chitozan oraz jonity selektywne
o grupach glukaminowych. Sorbenty te są przyjazne środowisku przyrodniczemu i charakteryzują
się bardzo dobrą efektywnością i wydajnością w procesie usuwania jonów metali ciężkich.
Stosowanie ich do tego celu ma swoje uzasadnienie również z ekonomicznego punktu widzenia.
Koszty przeprowadzania procesu otrzymywania chitozanu są niewielkie, zaś zaletą jonitów
selektywnych w omawianym aspekcie jest możliwość ich regeneracji i wielokrotnego stosowania.
Celem rozprawy doktorskiej jest zbadanie nie tylko przydatności chitozanu oraz popiołów
lotnych modyfikowanych chitozanem do usuwania jonów Cr(III,VI), As(III,V), Cu(II) i Zn(II), ale
także zbadanie efektywności procesu adsorpcji w/w jonów na wybranych jonitach selektywnych,
ze szczególnym uwzględnieniem jonitów o grupach glukaminowych takich jak np. Amberlit IRA
743, Dowex BSR 1 i Purolit S 110.
Chitozan jest biopolimerem charakteryzującym się szeregiem właściwości, które
umożliwiają jego zastosowanie w procesie oczyszczania wód i ścieków. Do najważniejszych
należą duża pojemność sorpcyjna oraz bardzo dobre właściwości kompleksujące. Ogromnymi
pl. Marii Curie-Skłodowskiej 2, 20-031 Lublin
zaletami są również biodegradowalność i nietoksyczność, a także właściwości antybakteryjne i
przeciwgrzybicze. Biopolimer ten
może być modyfikowany fizycznie tworząc różnorodne
struktury. Istnieje więc także możliwość jego modyfikacji chemicznej, co zwiększa spektrum jego
zastosowań. Modyfikacje chitozanu poprawiają jego selektywność wobec jonów metali oraz w
znaczący sposób wpływają na wzrost pojemność sorpcyjnej. W związku z powyższym
dodatkowym
korzystnym
aspektem
zaproponowanych
badań
będzie
wprowadzenie
modyfikatorów takich jak aldehyd glutarowy i epichlorohydryna, a następnie zbadanie
efektywności procesu adsorpcji jonów metali ciężkich na zmodyfikowanym chitozanie.
Jak wynika z danych literaturowych usuwanie jonów metali ciężkich może być również
realizowane za pomocą stosowania popiołów lotnych. Odpad ten od lat stanowi poważny problem
środowiskowy, gdyż stopień jego gospodarczego wykorzystania jest nadal niezadowalający.
Kolejnym etapem pracy będzie wykorzystanie dotychczasowych wyników badań do
optymalizacji procesu modyfikacji popiołów lotnych pochodzących z elektrociepłowni. Będą one
modyfikowane chitozanem i badane pod kątem możliwości wykorzystania w procesie usuwania
jonów metali ciężkich ze ścieków.
Przeprowadzone badania powinny dać odpowiedź, co do możliwości wykorzystania
zarówno chitozanu jak i odpadowych popiołów lotnych jako adsorbentów chemicznych i
zanieczyszczeń środowiska z roztworów wodnych. W tym celu konieczne będzie wyznaczenie
wielkości powierzchni właściwej (BET) i wielkości i struktury porów, przeprowadzenie analizy
chemicznej
(XRF),
elementarnej
(CHN),
elektronowo-mikroskopowej
(TEM,
SEM),
derywatograficznej (DTA, TG), dyfraktometrycznej (XRD) i spektroskopowej w podczerwieni
(FT-IR). Szczegółowe badania adsorpcyjne dotyczące jonów metali będą prowadzone metodą
spektrofotometrii absorpcji atomowej AAS oraz metodą spektrofotometrii UV-VIS.
Obecnie stosowane metody usuwania jonów metali ciężkich takie jak np. strącanie
chemiczne, filtracja, wymiana jonowa posiadają szereg wad, w tym duże koszty przeprowadzenia
procesu i duża ilość powstałych odpadów. Z tym właśnie problemem zmaga się przedsiębiorstwo
„Galwanex”. Opracowując nowe technologie i rozwiązania techniczne umożliwiające efektywne
usuwanie jonów metali ciężkich firma „Galwanex” opierać się będzie na wynikach badań
przeprowadzonych w Zakładzie Chemii Nieorganicznej UMCS w Lublinie.
2
Prowadzone w ramach pracy doktorskiej badania mogą przyczynić się do stworzenia
nowych, tanich i innowacyjnych rozwiązań dla zaawansowanych technologii przemysłowych i
ekologicznych metod oczyszczania ścieków. Cele pracy w sposób jednoznaczny dotyczą zasad
zrównoważonego rozwoju oraz osiągnięcia najlepszej dostępnej techniki dla technologii
oczyszczania ścieków. Zastosowanie proponowanych technologii jest korzystne z punktu widzenia
ochrony środowiska.
3