PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÝCH NANOČÁSTIC ŽELEZA

PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÝCH VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÝCH

NANOČÁSTIC ŽELEZANANOČÁSTIC ŽELEZA

Štěpánka Klímková

[email protected]

PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA

dekontaminační účinkydekontaminační účinky

organické kontaminantyorganické kontaminanty

DEHALOGENACE– reduktivní dechlorace,….

REDUKCE

anorganické kontaminantyanorganické kontaminanty

IMOBILIZACE– srážení, spolusrážení, adsorpce,….

[email protected]


dekontaminační účinkydekontaminační účinky

organické kontaminantyorganické kontaminanty

DEHALOGENACE– reduktivní dechlorace,….reduktivní dechlorace,….

REDUKCE

anorganické kontaminantyanorganické kontaminanty

IMOBILIZACE– srážení, spolusrážení, adsorpce,….

[email protected]


výzkum nanoFe pro sanační účelyvýzkum nanoFe pro sanační účely

výroba stabilizace využitíověření účinnosti

výběr prekursoru

metoda převedení nanočástic do stabilizačního roztoku

stabilizační činidlo

pilotní aplikace

laboratorní experimenty

analytické metody

reálná aplikace

[email protected]


optimalizace vlastnostíoptimalizace vlastností

reaktivita s příslušnou skupinou kontaminantů nízký podíl vedlejších reakcí dostatečná mobilita v horninovém prostředí stálost produktu před aplikací i během aplikace

(skladovatelnost, transportovatelnost, bezpečnost)----------------------------------------------------------------

minimální negativní vliv na životní prostředí cena, dostupnost

metody výroby nanoželezných materiálůmetody výroby nanoželezných materiálů

princip výroby nanomateriálůTop-down

Bottom-up

metody přípravy

fyzikální

chemické

Inert gas condensation (IGC)

Severe plastic deformation (SPD)

High-Energy Ball Milling

Ultrasound shot Peening (USSP)

Reverse micelle (Microemulsion)

Controlled chemical coprecipitation

Chemical Vapor Condensation (CVC)

Gas-Phase reduction

[email protected]


železné nanočástice (nZVI, nanoFeželezné nanočástice (nZVI, nanoFe00))

„„nanorozměry“ =nanorozměry“ =>> specifické vlastnosti specifické vlastnosti

video!!!!video!!!!

[email protected]


nanoFenanoFe00 (nZVI) (nZVI)

RNIP_10E NANOFER 25S

„„nanorozměry“ =nanorozměry“ =>> specifické vlastnosti specifické vlastnosti

[email protected]


stabilizace povrchu nanočásticstabilizace povrchu nanočástic

• eelektrostatická stabilizacelektrostatická stabilizace• sstérická stabilizacetérická stabilizace• eelektrostérická stabilizacelektrostérická stabilizace

funkční skupiny

koncentrace

vliv pH, ORP

iontová síla

…atd.

[email protected]


povrchová činidlapovrchová činidla

surfaktanty

polymery

kopolymery

škrob, celulóza

křemíkové

organokřemíkové sloučeniny

oleje, emulsní směsi

komerční směsi

surfaktanty

polymery

kopolymery

škrob, celulóza

křemíkové

organokřemíkové sloučeniny

oleje, emulsní směsi

komerční směsi

[email protected]


3.2.13.2.1 MikroskopieMikroskopie3.2.1.13.2.1.1 ŘÁDKOVÁ ELEKTRONOVÁ MIKROSKOPIE (SEM)ŘÁDKOVÁ ELEKTRONOVÁ MIKROSKOPIE (SEM)3.2.1.23.2.1.2 VYSOKOROZLIŠOVACÍ ELEKTRONOVÁ MIKROSKOPIE (HRTEM)VYSOKOROZLIŠOVACÍ ELEKTRONOVÁ MIKROSKOPIE (HRTEM)

3.2.23.2.2 SpektroskopieSpektroskopie3.2.2.13.2.2.1 RENTGENOVÁ DIFRAKCE (XRD)RENTGENOVÁ DIFRAKCE (XRD)3.2.2.23.2.2.2 RENGENOVÁ FOTOELEKTRONOVÁ SPEKTROSKOPIE (XPS, ESCA)RENGENOVÁ FOTOELEKTRONOVÁ SPEKTROSKOPIE (XPS, ESCA)3.2.2.33.2.2.3 RAMANOVA SPEKTROSKOPIERAMANOVA SPEKTROSKOPIE3.2.2.43.2.2.4 MÖSBAUEROVA SPEKTROSKOPIEMÖSBAUEROVA SPEKTROSKOPIE

3.2.33.2.3 Další analytické technikyDalší analytické techniky3.2.3.13.2.3.1 DYNAMICKÝ ROZPTYL SVĚTLA (DLS)DYNAMICKÝ ROZPTYL SVĚTLA (DLS)3.2.3.23.2.3.2 MĚŘENÍ MĚRNÉHO POVRCHU METODOU BETMĚŘENÍ MĚRNÉHO POVRCHU METODOU BET

analytické technikyanalytické techniky

[email protected]


4.24.2 Vsádkové experimentyVsádkové experimenty

4.34.3 Sedimentační experimentySedimentační experimenty

experimentální technikyexperimentální techniky

[email protected]


vsádkové experimenty - postupvsádkové experimenty - postup

uměle kontaminovaná voda V = 250 ml

10 mM NaCl

1 - 10 mg/l CEs

načasování odběrů

(GC-MS, pH, ORP, IC)

[email protected]


vsádkové experimenty - ukázka výsledkuvsádkové experimenty - ukázka výsledku

průběh koncentrace TCE

0

500

1000

1500

2000

2500

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

t [dny]

ko

ncen

trace

TC

E [

μg

/l]

slepý

slepý+olej

NN+olej

NN+50CMC+olej

NN+50AX+olej

NN+30AX+olej

[email protected]


vsádkové experimenty - ukázka výsledkuvsádkové experimenty - ukázka výsledku

Koncentrace tetrachlorethenu

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0 2 4 6 8 10 12 14 16

čas (dny)

PC

E (m

g/l

)

NANOFER 25/voda NANOFER 25S/Axilat 32S NANOFER 25S/Tw een 60

RNIP-10E (TODA) FeBH (Zhang)

[email protected]


sedimentační analýza - postupsedimentační analýza - postup

Odměrný válec

Laboratorní váhy

Pevná konstrukce

PC speciální SW

(váhy, fotoaparát)

V = 2 l 10 mM NaCl cca 1 g/l nZVI načasování snímání načasování odběrů

(ICP-OES, DLS)

[email protected]


sedimentační analýza - ukázka výsledkusedimentační analýza - ukázka výsledku

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 20 40 60 80 100 120 140 160

čas (min)

hm

otn

ost

(g)

[email protected]


Průběh sedimentačních křivek

00.20.40.60.8

11.21.41.61.8

2

0 30 60 90 120 150 180

t [min]

m [

g]

zoxNF25S NF25 NCMC NCMCO

sedimentační analýza - ukázka výsledkusedimentační analýza - ukázka výsledku

[email protected]


závěry/záměryzávěry/záměry

optimalizace metodik kompletace analytických a experimentálních dat posouzení fyzikálně-chemických vlastností

nanočástic posouzení použitých analytických a experimentálních

technik posouzení kinetiky reakce železných nanočástic s

vybranými kontaminanty posouzení reálné využitelnosti železných nanočástic

pro sanace konfrontace s právními aspekty

[email protected]


děkuji za pozornost!

Documents

PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÝCH NANOČÁSTIC ŽELEZA