Συντάχθηκε 27-09-2016 12:30
από Georgia Poniridou
Email συντάκτη: tponiridou<στο>tuc.gr
Ενημερώθηκε:
-
Ιδιότητα: υπάλληλος ΜΗΠΕΡ.
Τίτλος: ΜΕΛΕΤΗ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΟΞΕΙΔΙΟΥ ΤΟΥ ΓΡΑΦΕΝΙΟΥ ΚΑΙ ΚΑΟΛΙΝΙΤΗ ΣΕ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΔΙΑΛΕΙΠΟΝΤΟΣ ΕΡΓΟΥ ΚΑΙ ΚΟΡΕΣΜΕΝΗΣ ΣΤΗΛΗΣ
Πέμπτη 29 Σεπτεμβρίου 2016, ώρα 15.00
Αίθουσα Κ2.Α.Ι.1
Τριμελής επιτροπή:
Χρυσικόπουλος Κωνσταντίνος(επιβλέπων),
Καρατζάς Γεώργιος,
Νικολαΐδης Νικόλαος
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Το οξείδιο του γραφενίου (GO) είναι ένα υλικό με μεγάλη ανάπτυξη στην παραγωγή του, συνεπώς νανοσωματίδια του GO ενδέχεται να εισχωρήσουν στους υπόγειους σχηματισμούς των εδαφών, όπου υπάρχουν σε αφθονία μικρά ορυκτά σωματίδια. Αυτή η εργασία μελετά την αλληλεπίδραση των νανοσωματιδίων του GO με κολλοειδή καολινίτη (KGa-1b), σε πειράματα διαλείποντος έργου και ροής σε στήλη υπό διάφορες συνθήκες. Έγιναν δυναμικά πειράματα διαλείποντος έργου σε διαλύματα με διαφορετικές τιμές του pH (pH=4, 7, και 10), διαφορετικές συγκεντρώσει ιοντικής ισχύος (IS=7, 12, και 27 mM), και σε τρεις ελεγχόμενες θερμοκρασίες (8, 14, and 25C) και υπολογίσθηκαν τα αντίστοιχα κινητικά, ισοθερμικά και θερμοδυναμικά δεδομένα για κάθε πείραμα. Επιπρόσθετα χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος Δυναμικής Σκέδασης Φωτός (DLS) για να προσδιοριστεί η επίδραση της IS στην ετεροσυσσωμάτωση των νανοσωματιδίων του GO και των κολλοειδών KGa-1b. Οι ενέργειες αλληλεπίδρασης μεταξύ των δύο σωματιδίων, για όλες τις πειραματικές συνθήκες υπολογίστηκαν χρησιμοποιώντας τις μετρημένες τιμές του ζ δυναμικού και εφαρμόζοντας την κλασική θεωρία DLVO. Στη συνέχεια έγιναν πειράματα ροής σε στήλη κορεσμένη με νερό, πληρωμένη με γυάλινα σφαιρίδια και χαλαζιακή άμμο, με σκοπό να προσδιοριστούν τα χαρακτηριστικά της μεταφοράς του GO και του KGa-1b ξεχωριστά αλλά και τα χαρακτηριστικά της συμμεταφοράς του GO με το KGa-1b, υπό διάφορες υδατικές συνθήκες (pH=4, 7, 10 και IS=7, 12, 27 mM). Επίσης υπολογίσθηκαν οι αποδόσεις των συγκρούσεων χρησιμοποιώντας την κλασσική θεωρία διήθησης. Και εδώ τα ενεργειακά προφίλ αλληλεπίδρασης μεταξύ του GO ή του ΚGa-1b με τα γυάλινα σφαιρίδια ή την χαλαζιακή άμμο υπολογίστηκαν χρησιμοποιώντας τις μετρημένες τιμές του ζ δυναμικού και εφαρμόζοντας την κλασική θεωρία DLVO.
ABSTRACT
Graphene oxide (GO) is a material with rapid production growth, consequently GO nanoparticles are expected to eventually penetrate subsurface formations, where fine mineral particles are in abundance. This study examines the interaction of GO nanoparticles with kaolinite (KGa-1b) colloids, in batch and flowthrough experiments under various conditions. Dynamic batch experiments were conducted in solutions with different pH values (pH=4, 7, and 10), different ionic strengths (IS=7, 12, and 27 mM), and at three controlled temperatures (8, 14, and 25C). The appropriate attachment kinetics, isotherms and the associated thermodynamics were calculated. Additionally, time-resolved dynamic light scattering (DLS) was used to identify the influence of IS on heteroaggregation between GO nanoparticles and KGa-1b colloids. Interaction energies were calculated, for all experimental conditions, by using measured zeta potentials and applying the classical DLVO theory. Furthermore, several flowthrough experiments were conducted in water-saturated columns, packed with either glass beads or quartz sand, to determine the transport characteristics of GO and KGa-1b separately, as well as the cotransport of GO together with KGa-1b, under various water chemistry conditions (pH=4, 7, 10 and IS=7, 12, 27 mM). Collision efficiencies were calculated using the classical colloid filtration theory. Interaction energy profiles between GO nanoparticles or KGa-1b colloids and glass beads or the quartz sand were constructed for the various experimental conditions, by using measured zeta potentials and applying the classical DLVO theory.
