pŘÍprava a testovÁnÍ vlastnostÍ stabilizovanÝch nanoČÁstic Železa
DESCRIPTION
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÝCH NANOČÁSTIC ŽELEZA. Štěpánka Klímková. dekontaminační účinky. organické kontaminanty DEHALOGENACE reduktivní dechlorace,…. REDUKCE anorganické kontaminanty IMOBILIZACE srážení, spolusrážení, adsorpce,…. dekontaminační účinky. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÝCH VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÝCH
NANOČÁSTIC ŽELEZANANOČÁSTIC ŽELEZA
Štěpánka Klímková
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
dekontaminační účinkydekontaminační účinky
organické kontaminantyorganické kontaminanty
DEHALOGENACE– reduktivní dechlorace,….
REDUKCE
anorganické kontaminantyanorganické kontaminanty
IMOBILIZACE– srážení, spolusrážení, adsorpce,….
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
dekontaminační účinkydekontaminační účinky
organické kontaminantyorganické kontaminanty
DEHALOGENACE– reduktivní dechlorace,….reduktivní dechlorace,….
REDUKCE
anorganické kontaminantyanorganické kontaminanty
IMOBILIZACE– srážení, spolusrážení, adsorpce,….
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
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
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
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
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
železné nanočástice (nZVI, nanoFeželezné nanočástice (nZVI, nanoFe00))
„„nanorozměry“ =nanorozměry“ =>> specifické vlastnosti specifické vlastnosti
video!!!!video!!!!
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
nanoFenanoFe00 (nZVI) (nZVI)
RNIP_10E NANOFER 25S
„„nanorozměry“ =nanorozměry“ =>> specifické vlastnosti specifické vlastnosti
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
stabilizace povrchu nanočásticstabilizace povrchu nanočástic
• eelektrostatická stabilizacelektrostatická stabilizace• sstérická stabilizacetérická stabilizace• eelektrostérická stabilizacelektrostérická stabilizace
funkční skupiny
koncentrace
vliv pH, ORP
iontová síla
…atd.
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
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
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
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
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
4.24.2 Vsádkové experimentyVsádkové experimenty
4.34.3 Sedimentační experimentySedimentační experimenty
experimentální technikyexperimentální techniky
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
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)
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
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
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
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)
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
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)
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
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)
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
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
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ VLASTNOSTÍ STABILIZOVANÉHO NANOŽELEZA
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