Ένα νέο μεταλλο-οργανικό πλέγμα Zr(IV) με λειτουργικές ομάδες -SCH3 για την απομάκρυνση ιόντων βαρέων μετάλλων από το νερό
| dc.contributor.author | Γκίκας, Ιωάννης | el |
| dc.date.accessioned | 2024-06-27T11:03:45Z | |
| dc.date.available | 2024-06-27T11:03:45Z | |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/38070 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.17777 | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
| dc.subject | Μεταλλο-οργνανικά πλέγματα | el |
| dc.subject | Ανόργανη βιολογική χημεία | el |
| dc.title | Ένα νέο μεταλλο-οργανικό πλέγμα Zr(IV) με λειτουργικές ομάδες -SCH3 για την απομάκρυνση ιόντων βαρέων μετάλλων από το νερό | el |
| dc.type | masterThesis | en |
| heal.abstract | Οι ραγδαίοι ρυθμοί της αστικοποίησης και βιομηχανοποίησης των τελευταίων ετών έχουν ως απόρροια σοβαρές επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Επιβλαβείς ρύποι, τοξικές ενώσεις και καρκινογόνες ουσίες απελευθερώνονται συνεχώς στο περιβάλλον και στα υπόγεια ύδατα. Τα ιόντα τοξικών βαρέων μετάλλων κατατάσσονται στους πιο γνωστούς ρύπους, που θέτουν σε κίνδυνο την υγεία όλων των οργανισμών. Τέτοιοι ρύποι είναι και το Cr6+ και ο Pb2+. Το Cr6+, που συναντάται συχνά στις δύο κύριες οξοανιονικές του μορφές, τα CrO42- και Cr2O72- ιόντα, είναι υπεύθυνο για καρκινογένεση και πολλές γονιδιακές μεταλλάξεις. Ο Pb2+ προσβάλλει το νευρικό και καρδιο-αναπνευστικό σύστημα και προκαλεί έως και θάνατο. Η επιτακτική ανάγκη απαλλαγής από τα βλαβερά αυτά βαρέα μέταλλα, οδήγησε στην ανάπτυξη μίας νέας τάξης υλικών, τα μεταλλο-οργανικά πλέγματα. Τα MOFs είναι ποικιλόμορφα, πορώδη, κρυσταλλικά πολυμερή, ικανά για την απομάκρυνση των ρύπων από υδατικά περιβάλλοντα. Το ενδιαφέρον των ερευνητών έχουν κεντρίσει τα MOFs του Zr(IV), λόγω της χημικής και υδροθερμικής σταθερότητας και υψηλής κρυσταλλικότητας, χαρακτηριστικά που τα καθιστούν κατάλληλους ροφητές. Στην παρούσα διατριβή συντέθηκε ένα νέο Zr(IV) MOF με τύπο [Zr6O4(ΟΗ)6,88(Η2Ο)2,88(L)4,56]·διαλύτες με ένα νέο οργανικό υποκαταστάτη που φέρει τη χαρακτηριστική ομάδα -SCH3, με την ονομασία H2MTATP. Το νέο κρυσταλλικό Zr(IV) MOF είναι σταθερό στο νερό και σε όξινα κι αλκαλικά περιβάλλοντα. Το υλικό αυτό είναι εξαιρετικός ροφητής Cr6+, παρουσιάζοντας πολύ γρήγορη κινητική ρόφησης και μεγάλη χωρητικότητα στα Cr2O72- ιόντα. Η εκλεκτικότητά του παρουσία ανταγωνιστικών ιόντων αλλά και η ικανότητα ρόφησης σε διάφορες τιμές pH, είναι χαρακτηριστικά που το ξεχωρίζουν από κοινά ροφητικά. Η αναγέννηση του υλικού έδωσε το έναυσμα για μελέτες ρόφησης συνεχούς ροής, προσομοιάζοντας έτσι βιομηχανικής κλίμακας συνθήκες. Το ΜΟF τροποποιείται σε μορφή σφαιριδίων και χρησιμοποιείται για αρκετούς κύκλους ρόφησης. Το σύνθετο πλέον υλικό και σε αυτήν την περίπτωση ανταποκρίνεται εξαιρετικά, απομακρύνοντας μεγάλο ποσοστό Cr2O72-. Το Zr(IV) MOF αποδείχθηκε και καλός ροφητής ιόντων Pb2+, με πολύ γρήγορη κινητική, απομακρύνοντας σχεδόν ποσοτικά τον ρύπο. Η χωρητικότητά του σε ιόντα Pb2+ είναι ικανοποιητική και η εκλεκτικότητα του πλέγματος μεταξύ ανταγωνιστικών ιόντων είναι και πάλι εξαιρετική, χαρακτηριστικά που το καθιστούν συγκρίσιμο με άλλα υλικά της βιβλιογραφίας. | el |
| heal.abstract | The rapid rates of urbanization and industrialization in recent years have resulted in serious impacts on human health. Harmful pollutants, toxic compounds, and carcinogenic substances are continuously released into the environment and groundwater. Ions of toxic heavy metals are among the most well-known pollutants that endanger the health of all organisms. Such pollutants are Cr6+ and Pb2+. Cr6+, often found in its two main oxoanion forms, CrO42- and Cr2O72- ions, is responsible for carcinogenesis and many genetic mutations. Pb2+ affects the nervous and cardiorespiratory systems and can even cause death. The urgent need to eliminate these harmful heavy metals has led to the development of a new class of materials called metal-organic frameworks (MOFs). MOFs are diverse, porous, crystalline polymers capable of removing pollutants from aquatic environments. Researchers' interest has been piqued by Zr(IV) MOFs due to their chemical and hydrothermal stability and high crystallinity, characteristics that make them suitable adsorbents. In this dissertation, a new Zr(IV) MOF with the formula [Zr6O4(OH)6,88(H2O)2,88(L)4,56]·solvents was synthesized, with a new organic ligand bearing the characteristic -SCH3 group, named H2MTATP. The new crystalline Zr(IV) MOF is stable in water and acidic and alkaline environments. It is an excellent Cr6+ adsorbent, exhibiting very fast sorption kinetics and high capacity for Cr2O72- ions. Its selectivity in the presence of competitive ions and its sorption capability at various pH levels are features that distinguish it from common detergents. The regeneration of the material prompted studies on continuous flow sorption, thereby simulating industrial-scale conditions. The polymer is modified into “beads’’ and used for several sorption cycles. In this case, as well, the material performs excellently, removing a large percentage of Cr2O72-. The Zr(IV) MOF also proved to be a good sorbent for Pb2+ ions, with very fast kinetics, almost quantitatively removing the pollutant. Its capacity for Pb2+ ions is satisfying, and the framework’s selectivity among competitive ions is again excellent, making it comparable to other materials in the literature. | en |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | el |
| heal.access | free | el |
| heal.advisorName | Μάνος, Εμμανουήλ | el |
| heal.committeeMemberName | Μάνος, Εμμανουήλ | el |
| heal.committeeMemberName | Χατζηκακού, Σωτήριος | el |
| heal.committeeMemberName | Κουρκουμέλης, Νικόλαος | el |
| heal.dateAvailable | 2024-06-27T11:04:45Z | |
| heal.fullTextAvailability | true | |
| heal.language | el | el |
| heal.numberOfPages | 119 | el |
| heal.publicationDate | 2024-06 | |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών | el |
| heal.type | masterThesis | el |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.type.en | Master thesis | en |
Αρχεία
Πρωτότυπος φάκελος/πακέτο
1 - 1 of 1
Φόρτωση...
- Ονομα:
- Μ.Ε. Γκίκας Ιωάννης (2024).pdf
- Μέγεθος:
- 5.81 MB
- Μορφότυπο:
- Adobe Portable Document Format
- Περιγραφή:
Φάκελος/Πακέτο αδειών
1 - 1 of 1
Φόρτωση...
- Ονομα:
- license.txt
- Μέγεθος:
- 3.22 KB
- Μορφότυπο:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Περιγραφή: