Povrchové úpravy nanočástic Fe0

pro zlepšení jeho vlastností při in-situ reduktivní dechloraci

Ing. Bc. Štěpánka KlímkováŠkolitel: Doc. Dr. Ing. Miroslav Černík, CSc.

stepanka.klimkova@tul.cz

Povrchové úpravy nanočástic Fe° pro zlepšení jeho vlastností při in-situ reduktivní dechloraci

2

nanoFenanoFe00 (nZVI) (nZVI)

RNIP_10ETODA Kogyo Corp.

Fe2O3.nH2OZlaté hory,…

CS-Fe0

core-shell -Fe-FeOCNR - UPOL

stepanka.klimkova@tul.cz

Povrchové úpravy nanočástic Fe° pro zlepšení jeho vlastností při in-situ reduktivní dechloraci

3

reakce železareakce železa

Fe0 Fe(II) + 2e-

…s anorganickými kontaminanty:

3 Fe0 + 2 CrOCrO44-- ((aqaq)) + 10 H+ → 3 Fe2+ + 2 Cr(OH)Cr(OH)33 (s) (s) + 2 H2O

Fe0 + MnOMnO22 (s) (s) + 10 H+ → Fe2+ + MnMn2+2+ (aq) (aq) + 2 H2O

4 Fe0 + NONO33-- + 10 H+ → 4 Fe2+ + NHNH44

++ + 6 H2O

FeFe00 + + 22 H H++ → Fe → Fe2+2+ + H + H2 2 ((gg))

např.:

stepanka.klimkova@tul.cz

Povrchové úpravy nanočástic Fe° pro zlepšení jeho vlastností při in-situ reduktivní dechloraci

4

reakce železareakce železa

Fe0 Fe(II) + 2e-

…s chlorovanými organickými sloučeninami

např.:

stepanka.klimkova@tul.cz

Povrchové úpravy nanočástic Fe° pro zlepšení jeho vlastností při in-situ reduktivní dechloraci

5

ztráta mobility a redukční síly nanoFeztráta mobility a redukční síly nanoFe00

• agregace

• adsorpce

• vedlejší reakce

stepanka.klimkova@tul.cz

Povrchové úpravy nanočástic Fe° pro zlepšení jeho vlastností při in-situ reduktivní dechloraci

6

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

stepanka.klimkova@tul.cz

Povrchové úpravy nanočástic Fe° pro zlepšení jeho vlastností při in-situ reduktivní dechloraci

7

povrchově aktivní látkypovrchově aktivní látky

surfaktanty = organické látky, které mají povrchově aktivní

vlastnosti a které se skládají z jedné nebo více hydrofilních skupin a z jedné nebo více hydrofobních skupin

základní rozdělení:– ionogenní (kationaktivní, anionaktivní, amfolytické)

– neionogenní

kopolymery, apod.

(? + oleje)

stepanka.klimkova@tul.cz

Povrchové úpravy nanočástic Fe° pro zlepšení jeho vlastností při in-situ reduktivní dechloraci

8

triblokovtriblokovýý kopolymer (PMAA-PMMA-PSS) kopolymer (PMAA-PMMA-PSS)

stepanka.klimkova@tul.cz

Povrchové úpravy nanočástic Fe° pro zlepšení jeho vlastností při in-situ reduktivní dechloraci

9

experimentyexperimenty

fyzikálně chemických vlastnosti upraveného nanoFe0

vsádkové třepací experimenty kolonové experimenty

analýzy (GC/MS, testy biologické rozložitelnosti,...)

stepanka.klimkova@tul.cz

Povrchové úpravy nanočástic Fe° pro zlepšení jeho vlastností při in-situ reduktivní dechloraci

10

předběžné experimentypředběžné experimenty

Ověření reakce:

nanoželezo(TODA x CS-Fe0)

+

potenciální povrchové činidlo

photos made by Luca

stepanka.klimkova@tul.cz

Povrchové úpravy nanočástic Fe° pro zlepšení jeho vlastností při in-situ reduktivní dechloraci

11

CíleCíle

vhodně upravit povrchové vlastnosti nanoFe0 pomocí surfaktantů a olejů nebo jejich emulsních směsí

posoudit účinnost a kinetiku reakce takto modifikovaného nanoFe0 s vybranými kontaminanty

posoudit mobilitu modifikovaného nanoFe0 horninovým prostředím

optimalizovat metodiku této nové chemické sanační technologie

stepanka.klimkova@tul.cz

Povrchové úpravy nanočástic Fe° pro zlepšení jeho vlastností při in-situ reduktivní dechloraci

12

Děkuji Vám za pozornost!