Uuden sukupolven nikkeli- ja kupariselektiivisten erotusmateriaalien tutkiminen rajallisesta näytemäärästä
Sipilä, Valtteri (2020)
Kandidaatintyö
2020
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020071647422
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020071647422
Tiivistelmä
Kaivos-, metalli- ja jäteteollisuudessa on suuri tarve erittäin selektiivisille erotusmateriaaleille, ja tänä päivänä saatavilla olevat adsorbtiomateriaalit ovat tehottomia, kalliitta ja kertakäyttöisiä. Tässä työssä tutkitaan kolmen kelaattisesti adsorboivan materiaalin käyttökelpoisuutta adsorptiomateriaaliksi: halutaan selvittää niiden hapon ja emäksen kestokykyä, sekä niiden adsorptiokapasiteettia.
Haastavaksi työn tekee lähtökohta, että tutkittavia näytteitä on käytettävissä vain hyvin rajallinen määrä. Tarkalla suunnittelulla ja järjestyksellä millä kokeet suoritetaan, voidaan maksimoida saatujen tulosten määrä mahdollisimman pienellä määrällä kokeita.
Työssä tutkitaan kolmea eri kelaattisesti adsorboivaa ligandia, jotka on synteettisesti kiinnitetty kuituun. Ligandeista kaksi on Schiff base ligandeja, ja yksi on polybenzimidazole eli PBI. Tutkimuksessa selvitettiin kuitujen hapon ja emäksen kestokykyä, sekä adsorbtiokapasiteettia eri liuoksissa.
Toisen Schiff base ligandeista huomattiin hajoavan jo hyvin laimeisiin happoihin, ja tutkimalla sitä pelkässä vedessä varmistettiin sen olevan vesiliukoinen, ja tutkimus lopetettiin sen osalta. FTIR-analyysilla PBI:n ja toisen Schiff base ligandeista todettiin kestävän emästä sekä laimeita, jopa vahvojakin happoja lähes täydellisesti.
Adsorptiokapasiteettia tutkittaessa törmättiin ennalta arvaamattomiin ongelmiin ja kokeiden paikkaansa pitävyydestä ei voida olla täysin varmoja. Hyvin pienet massat ja suuret laimennokset aiheuttavat merkittäviä määriä virhettä tuloksiin.
Haastavaksi työn tekee lähtökohta, että tutkittavia näytteitä on käytettävissä vain hyvin rajallinen määrä. Tarkalla suunnittelulla ja järjestyksellä millä kokeet suoritetaan, voidaan maksimoida saatujen tulosten määrä mahdollisimman pienellä määrällä kokeita.
Työssä tutkitaan kolmea eri kelaattisesti adsorboivaa ligandia, jotka on synteettisesti kiinnitetty kuituun. Ligandeista kaksi on Schiff base ligandeja, ja yksi on polybenzimidazole eli PBI. Tutkimuksessa selvitettiin kuitujen hapon ja emäksen kestokykyä, sekä adsorbtiokapasiteettia eri liuoksissa.
Toisen Schiff base ligandeista huomattiin hajoavan jo hyvin laimeisiin happoihin, ja tutkimalla sitä pelkässä vedessä varmistettiin sen olevan vesiliukoinen, ja tutkimus lopetettiin sen osalta. FTIR-analyysilla PBI:n ja toisen Schiff base ligandeista todettiin kestävän emästä sekä laimeita, jopa vahvojakin happoja lähes täydellisesti.
Adsorptiokapasiteettia tutkittaessa törmättiin ennalta arvaamattomiin ongelmiin ja kokeiden paikkaansa pitävyydestä ei voida olla täysin varmoja. Hyvin pienet massat ja suuret laimennokset aiheuttavat merkittäviä määriä virhettä tuloksiin.