Влияние рН и размера наночастиц Al2O3 на адсорбцию красителей из водных растворов

Райгель, Мария Дмитриевна Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

На примере промышленных наночастиц Al2O3 со средним размером от 40 до 250 нм проведено исследование влияния значения рН (4, 7, 10), типа красителя, метода синтеза, состава и размера частиц на степень и кинетику адсорбции в водных растворах кислотного (эозина Н) и основного (метиленового голубого) красителей. Показано, что в кислотном красителе на эффективность и кинетику сорбции оказывает значительное влияние рН, размер и состав частиц, в то время как в основном красителе только метод синтеза частиц. Адсорбция на наночастицах Al2O3 в большинстве случаев протекает по механизму, описываемому моделью псевдо-второго порядка.

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………………………. 10
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР …………………………………………………………………… 11
1.1 Наночастицы: классификация и получение …………………………………………………….. 11

1.1.1 Определение и классификация наночастиц …………………………………………………….. 11
1.1.2 Получениенаночастиц Al2O3 ………………………………………………………………………….. 12
1.1.3 Свойства и применение наночастиц Al2O3……………………………………………………… 13
1.2 Адсорбция: определение и методики расчета параметров ……………………………….. 14

1.2.1 Явление адсорбции ………………………………………………………………………………………… 14
1.2.2 Кинетические исследования адсорбции ………………………………………………………….. 15
1.3 Адсорбция красителей нананочастицах Al2O3 ………………………………………………….. 16

1.4 Постановка задачи исследования ……………………………………………………………………… 19

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ……………………………………………………… 20
2.1 Объекты исследования ……………………………………………………………………………………… 20

2.2 Определение морфологии наночастиц ……………………………………………………………… 21

2.3 Определение фазового состава ………………………………………………………………………….. 22

2.4 Определение концентрации красителя …………………………………………………………….. 22

2.5 Выдерживание наночастиц в растворе красителя ……………………………………………. 23

2.6 Изучение кинетики адсорбции ………………………………………………………………………….. 24

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ…………………………………………………. 25
3.1 Характеристика наночастиц …………………………………………………………………………….. 25

3.2 Адсорбционные свойства наночастиц ………………………………………………………………. 26

3.2.1 Влияние типа красителя на эффективность сорбции ……………………………………. 27
3.2.2 Влияние рН на степень извлечения красителей ………………………………………………. 27
3.2.3 Влияние метода синтеза, размера и состава наночастиц на степень извлечения
красителей ……………………………………………………………………………………………………………. 28
3.3 Механизм адсорбции красителей на наночастицах ………………………………………….. 30

3.3.1 Влияние рН и типа красителя на кинетику адсорбции …………………………………… 30
3.3.2 Влияние размера и состава частиц на кинетику адсорбции …………………………… 31
3.4 Выводы по главе ……………………………………………………………………………………………….. 33
ГЛАВА 4. ФИНАНСОВЫЙМЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ …………………………………………………………………………………………. 36
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения …………………. 36

4.1.1 Анализ конкурентных технических решений ………………………………………………….. 36
4.1.2 SWOT-анализ …………………………………………………………………………………………………. 37
4.2 Планирование научно-исследовательских работ ……………………………………………… 39

4.2.1 Структура работ в рамках научного исследования ……………………………………….. 39
4.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка графика
проведения …………………………………………………………………………………………………………….. 40
4.3 Бюджет научно-технического исследования …………………………………………………….. 43

4.3.1 Расчет материальных затрат научно-технического исследования ………………. 43
4.3.2 Расчет амортизации специального оборудования ………………………………………….. 43
4.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы ………………………………………….. 44
4.3.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы ……………………………….. 45
4.3.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) ……………………. 46
4.3.6 Накладные расходы……………………………………………………………………………………….. 47
4.3.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта …………. 47
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования ………………………………… 47

4.4.1 Интегральный показатель финансовой эффективности научного исследования
4.4.2 Интегральный показатель ресурсоэффективности ………………………………………. 48
4.4.3 Интегральный показатель эффективности вариантов исполнения разработки
4.5 Выводы по разделу ……………………………………………………………………………………………. 49

ГЛАВА 5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ………………………………………………. 52
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………………… 52

5.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства …………………………. 52
5.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны исследователя … 53
5.2 Производственная безопасность ……………………………………………………………………….. 54

5.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать объект
исследования …………………………………………………………………………………………………………. 54
5.2.2 Анализ вредных и опасных факторов……………………………………………………………… 54
5.2.3 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия опасных и
вредных факторов на исследователя …………………………………………………………………….. 56
5.3 Экологическая безопасность …………………………………………………………………………….. 60

5.3.1 Анализ влияния объекта и процесса исследования на окружающую среду ………. 60
5.3.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды ……………………………. 60
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………………………… 61

5.5 Выводы по разделу ……………………………………………………………………………………………. 62

6.СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ …………………………………………………………. 63
7. СПИСОКИСПОЛЬЗОВАННЫХИСТОЧНИКОВ …………………………………………….. 64
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Результаты рентгенофазового анализа ………………………………….. 70
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Кинетические кривые диффузионных процессов ………………….. 74
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Раздел на английском языке ………………………………………………….. 77

Быстрый рост индустриализации вызвал крупномасштабное загрязнение
водоносных горизонтов, что создает угрозу не только для здоровья населения, но и
угрожает жизни многочисленных видов флоры и фауны, вызывая тем самым потерю
биоразнообразия. Красители являются опасными загрязнителями сточных вод [1], и для
их удаления в большинстве случаев предпочитают адсорбцию [2]. Однако, несмотря на то,
что адсорбенты просты в эксплуатации, эффективность природных сорбентов значительно
уступает синтетическим.
Наиболее распространенными сорбентами красителей являются растения,
микроорганизмы, сельскохозяйственные отходы, природные цеолиты [3], при этом все
больше работ посвящено применению наноразмерных материалов для эффективного
извлечения красителей из водных сред. Известны примеры изучения адсорбционных

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Анна Н. Государственный университет управления 2021, Экономика и ...
    0 (13 отзывов)
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уни... Читать все
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уникальности с нуля. Все работы оформляю в соответствии с ГОСТ.
    #Кандидатские #Магистерские
    0 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету