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!

    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
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    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
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    28 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету