Cílem této práce bylo zjištění adsorpčních vlastností magnetických nanosorbentů dopovaných oxidem ceričitým a také účinnosti tepelné a chemické (výmývání) desorpce. Byla zkoumána sorpce fosforečnanů a cefalexinu na sadě 4 sorbentů. Data byla dále proložena matematickými modely adsorpčních izoterem a byla získána maximální adsorpční kapacita a posouzena povaha adsorpce. Nejvyšší maximální adsorpční kapacity dosahoval v obou případech vzorek AV. Pro fosforečnany byla qMAX 22,05 mg/g a pro cefalexin 47,10 mg/g. Nejnižší maximální adsorpční kapacity dosahoval sorbent UK a to 9,88 mg/g pro fosforečnany
a 16,30 mg/g pro cefalexin. Regenerace sorbentů vymýváním probíhala za pomocí různých činidel, nejlepších výsledků pro fosforečnany dosahoval NaHCO3, kde účinnost pro vymývání byla 16,39 %. U cefalexinu vymývání probíhalo nejlépe s HCl, kde byla účinnost 1,74 %. U termální desorpce cefalexinu byl nejúčinější sorbent AV s účinností 32,23 % po dvou cyklech. Pro fosforečnany bylo po dvou cyklech dosaženo účinnosti 23,4 % se sorbentem UV.
Anotace v angličtině
The aim of this study was to investigate the adsorption properties of magnetically modified nanosorbents doped with cerium oxide and to assess the efficiency of desorption using both washing and thermal methods. We examined the sorption of phosphate ions and cephalexin using four different sorbents. Subsequently, mathematical models of adsorption isotherms were fitted to the data, enabling determination of maximum adsorption capacity and assessment of adsorption behavior. Among the sorbents tested, sample AV exhibited the highest maximum adsorption capacities in both cases: 22,05 mg/g for phosphate ions and 47,10 mg/g for cephalexin. Conversely, sorbent UK showed the lowest maximum adsorption capacities: 9,88 mg/g for phosphate ions and 16,30 mg/g for cephalexin. Sorbent regeneration through washing was performed using various agents. The most effective results for phosphate ions were obtained with NaHCO3, resulting in an efectivity of 16,39 % after washing. For cephalexin, the optimal washing agent was HCl, yielding an efectivity of 1,74 %. In terms of thermal desorption, sample AV proved to be the most efficient sorbent for cephalexin, achieving an efectivity of 32,23 % after two cycles. For phosphate ions, an efectivity of 23,4 % was attained after two cycles with sorbent UV.
Cílem této práce bylo zjištění adsorpčních vlastností magnetických nanosorbentů dopovaných oxidem ceričitým a také účinnosti tepelné a chemické (výmývání) desorpce. Byla zkoumána sorpce fosforečnanů a cefalexinu na sadě 4 sorbentů. Data byla dále proložena matematickými modely adsorpčních izoterem a byla získána maximální adsorpční kapacita a posouzena povaha adsorpce. Nejvyšší maximální adsorpční kapacity dosahoval v obou případech vzorek AV. Pro fosforečnany byla qMAX 22,05 mg/g a pro cefalexin 47,10 mg/g. Nejnižší maximální adsorpční kapacity dosahoval sorbent UK a to 9,88 mg/g pro fosforečnany
a 16,30 mg/g pro cefalexin. Regenerace sorbentů vymýváním probíhala za pomocí různých činidel, nejlepších výsledků pro fosforečnany dosahoval NaHCO3, kde účinnost pro vymývání byla 16,39 %. U cefalexinu vymývání probíhalo nejlépe s HCl, kde byla účinnost 1,74 %. U termální desorpce cefalexinu byl nejúčinější sorbent AV s účinností 32,23 % po dvou cyklech. Pro fosforečnany bylo po dvou cyklech dosaženo účinnosti 23,4 % se sorbentem UV.
Anotace v angličtině
The aim of this study was to investigate the adsorption properties of magnetically modified nanosorbents doped with cerium oxide and to assess the efficiency of desorption using both washing and thermal methods. We examined the sorption of phosphate ions and cephalexin using four different sorbents. Subsequently, mathematical models of adsorption isotherms were fitted to the data, enabling determination of maximum adsorption capacity and assessment of adsorption behavior. Among the sorbents tested, sample AV exhibited the highest maximum adsorption capacities in both cases: 22,05 mg/g for phosphate ions and 47,10 mg/g for cephalexin. Conversely, sorbent UK showed the lowest maximum adsorption capacities: 9,88 mg/g for phosphate ions and 16,30 mg/g for cephalexin. Sorbent regeneration through washing was performed using various agents. The most effective results for phosphate ions were obtained with NaHCO3, resulting in an efectivity of 16,39 % after washing. For cephalexin, the optimal washing agent was HCl, yielding an efectivity of 1,74 %. In terms of thermal desorption, sample AV proved to be the most efficient sorbent for cephalexin, achieving an efectivity of 32,23 % after two cycles. For phosphate ions, an efectivity of 23,4 % was attained after two cycles with sorbent UV.
1. Student zpracuje literární rešerši na dané téma
2. Vlastní laboratorní práce
3. Vyhodnocení a zpracování naměřených výsledků
4. Zhodnocení výsledků a závěr
Zásady pro vypracování
1. Student zpracuje literární rešerši na dané téma
2. Vlastní laboratorní práce
3. Vyhodnocení a zpracování naměřených výsledků
4. Zhodnocení výsledků a závěr
Seznam doporučené literatury
[1] Gad-Allah, T. a. , Fujimura, K. , Kato, S. , Satokawa, S. , and Kojima, T. Preparation and characterization of magnetically separable photocatalyst (TiO2/SiO2/Fe3O4): Effect of carbon coating and calcination temperature. Journal of Hazardous Materials 2008, 154, 572?577.
[2] Xu, L. and Wang, J. Magnetic nanoscaled Fe3O4/CeO2 composite as an efficient fenton-like heterogeneous catalyst for degradation of 4-chlorophenol. Environmental Science and Technology 2012, 46, 10145?10153.
[3] Jiraskova, Y. , Bursik, J. , Ederer, J. , Janos, P. , Jurica, J. , Lunacek, J. , and Zivotsky, O. Effect of magnetite transformations on degradation efficiency of cerium dioxide-magnetite composite. Journal of Materials Research and Technology 2020, 9, 4431?4439.
[4] Silva Neto, J. S. Da , Madeira, V. S. , Rodrigues, G. , Silva, J. A. Da , and Moreira, M. F. Chromium (VI) removal using cerium doped iron oxide nanoparticles. Materials Research Express 2019, 6
Seznam doporučené literatury
[1] Gad-Allah, T. a. , Fujimura, K. , Kato, S. , Satokawa, S. , and Kojima, T. Preparation and characterization of magnetically separable photocatalyst (TiO2/SiO2/Fe3O4): Effect of carbon coating and calcination temperature. Journal of Hazardous Materials 2008, 154, 572?577.
[2] Xu, L. and Wang, J. Magnetic nanoscaled Fe3O4/CeO2 composite as an efficient fenton-like heterogeneous catalyst for degradation of 4-chlorophenol. Environmental Science and Technology 2012, 46, 10145?10153.
[3] Jiraskova, Y. , Bursik, J. , Ederer, J. , Janos, P. , Jurica, J. , Lunacek, J. , and Zivotsky, O. Effect of magnetite transformations on degradation efficiency of cerium dioxide-magnetite composite. Journal of Materials Research and Technology 2020, 9, 4431?4439.
[4] Silva Neto, J. S. Da , Madeira, V. S. , Rodrigues, G. , Silva, J. A. Da , and Moreira, M. F. Chromium (VI) removal using cerium doped iron oxide nanoparticles. Materials Research Express 2019, 6
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
V rámci obhajoby své diplomové práce přednesl student svou prezentaci. Student zde představil metodiku, výsledky a závěry formou tabulek, grafů a obrázků. U obhajoby byl přítomen vedoucí práce. Posudek oponenta přečetl předseda komise doc. Ing. Pavel Krystyník, Ph.D. Student zodpověděl otázky z posudků vedoucího práce a oponenta.
V diskuzi byly vzneseny následující dotazy a připomínky: doc. Ing. Krystyník - poprosil o vyjádření k posudku oponenta. Dále se ptal - Když se vytvoří agregáty, hovoříme stále o nanočásticích? Ing. Bůžek - jak byste zjistil jestli je materiál amorfní? Vysvětlete nám křivku v grafu adsorpční kapacity. Doc. Trögl - proč jste nezkoušel více než tři izotermy? Ing. Richter - v prezentaci jste nezmínil použití v praxi. Jaké může být praktické využití?