magistrsko delo
Tina Kegl (Avtor), Irena Ban (Mentor), Aljoša Košak (Komentor)

Povzetek

Zaradi naraščajočega povpraševanja po redkozemeljskih elementih je celoten svet vedno bolj odvisen od Kitajske, kjer so rezerve teh elementov največje. Za zmanjšanje te odvisnosti se uporabljajo različni načini recikliranja redkozemeljskih elementov. Med temi načini je za pridobivanje redkozemeljskih elementov iz vodnih raztopin z nizko koncentracijo le teh primerna tudi adsorpcija, ki velja za najučinkovitejšo ter energetsko in ekonomsko ustrezno metodo. Magistrsko delo zajema temeljit pregled dosedanjih raziskav na področju nanomaterialov kot adsorbentov za adsorpcijo redkozemeljskih elementov iz vodnih raztopin. V okviru magistrskega dela so sintetizirani novi γ Fe2O3 NH4OH@SiO2(APTMS) nanodelci za adsorpcijo Tb3+ in Dy3+ iz vodnih raztopin. Novo sintetizirani nanodelci so analizirani glede na strukturo, termogravimetrijo, morfologijo, sestavo, površino in magnetne lastnosti z uporabo Fourierjeve transformirane infrardeče spektroskopije, rentgenske praškovne difrakcije, termogravimetrične analize, presevne elektronske mikroskopije, energijske disperzivne rentgenske spektroskopije, potenciometrične titracije, Brunauer, Emmett in Teller tehnike, dinamičnega sipanja svetlobe in magnetometrije z vibrirajočim vzorcem. Za določevanje adsorpcijskih karakteristik in desorpcije z možnostjo ponovne uporabe nanodelcev ter recikliranja redkozemeljskih elementov je uporabljena fluorescenčna spektroskopija. Dobljeni rezultati so analizirani in primerjani z rezultati iz razpoložljive literature. Maksimalna adsorpcijska kapaciteta γ Fe2O3 NH4OH@SiO2(APTMS) nanodelcev znaša 46,5 mg/g za Tb3+ in 23,2 mg/g za Dy3+ pri optimalnih eksperimentalnih pogojih. Adsorpcija Tb3+ in Dy3+ sledi kinetičnemu modelu psevdo drugega reda in ustreza Temkinovi adsorpcijski izotermi. Glede na analizo rezultatov karakterizacije in adsorpcije lahko zaključimo, da so novo sintetizirani γ Fe2O3 NH4OH@SiO2(APTMS) nanodelci učinkovit adsorbent za adsorpcijo Tb3+ in Dy3+ iz vodnih raztopin.

Ključne besede

redkozemeljski elementi;nanodelci;sinteza;magistrske naloge;

Podatki

Jezik: Slovenski jezik
Leto izida:
Tipologija: 2.09 - Magistrsko delo
Organizacija: UM FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Založnik: [T. Kegl]
UDK: 544.723.2:620-3(043.2)
COBISS: 21793814 Povezava se bo odprla v novem oknu
Št. ogledov: 1999
Št. prenosov: 1248
Ocena: 0 (0 glasov)
Metapodatki: JSON JSON-RDF JSON-LD TURTLE N-TRIPLES XML RDFA MICRODATA DC-XML DC-RDF RDF

Ostali podatki

Sekundarni jezik: Angleški jezik
Sekundarni naslov: New nanomaterials for the adsorption of rare earth elements from aqueous solutions
Sekundarni povzetek: Due to the growing demand for rare earth elements, the whole world is increasingly dependent on China, which holds the largest reserves of these elements. In order to reduce this dependence, various methods of rare earth elements recycling can be utilized. Among these methods the adsorption, which is considered the most efficient and energy-efficient method, is suitable for the extraction of rare earth elements from aqueous solutions with low concentration of these elements. The master's thesis includes a thorough review of state of art in the field of nanomaterials as adsorbents for adsorption of rare earth elements from aqueous solutions. In the framework of this master’s thesis new γ Fe2O3 NH4OH@SiO2(APTMS) nanoparticles have been synthesized for an effective adsorption of Tb3+ and Dy3+ from aqueous solutions. The new synthesized nanoparticles were analyzed in terms of structure, thermogravimetry, morphology, composition, surface and magnetic properties by using Fourier transformed infrared spectroscopy, X-ray powder diffraction, thermo-gravimetric analysis, transmission electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, potentiometric titration, and porosity of particles with Brunauer, Emmett and Teller techniques, dynamic light scattering and vibrating pattern magnetometry. Fluorescence spectroscopy is used to determine adsorption characteristics and desorption with the possibility of re-use of nanoparticles and the recycling of rare-earth elements. The results obtained are analyzed and compared with the results from available literature. The maximum adsorption capacity of γ Fe2O3 NH4OH@SiO2(APTMS) nanoparticles for Tb3+ is about 46,5 mg/g and 23,2 mg/g for Dy3+ under optimum experimental conditions. The adsorption data are well-fitted to the Temkin's adsorption isotherm and pseudo second order kinetic model. According to the analysis of the results of characterization and adsorption, it can be concluded that the newly synthesized γ Fe2O3 NH4OH@SiO2(APTMS) nanoparticles are an effective adsorbent for adsorption of Tb3+ and Dy3+ from aqueous solutions.
Sekundarne ključne besede: rare earth elements;nanoparticles;synthesis;characterization;adsorption;
URN: URN:SI:UM:
Vrsta dela (COBISS): Magistrsko delo/naloga
Komentar na gradivo: Univ. v Mariboru, Fak. za kemijo in kemijsko tehnologijo
Strani: XVIII, 188 str.
ID: 10944436