| dc.date.accessioned |
2013-12-18T15:08:49Z |
und |
| dc.date.accessioned |
2017-10-24T12:19:42Z |
|
| dc.date.available |
2013-12-18T15:08:49Z |
und |
| dc.date.available |
2017-10-24T12:19:42Z |
|
| dc.date.issued |
2013-12-18T15:08:49Z |
|
| dc.identifier.uri |
http://radr.hulib.helsinki.fi/handle/10138.1/3376 |
und |
| dc.identifier.uri |
http://hdl.handle.net/10138.1/3376 |
|
| dc.title |
Mangaanioksidit fotokatalyytteinä radioaktiivisten dekontaminointiliuosten käsittelyssä |
fi |
| ethesis.discipline |
Radiochemistry |
en |
| ethesis.discipline |
Radiokemia |
fi |
| ethesis.discipline |
Radiokemi |
sv |
| ethesis.discipline.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/A18c84da-ebaf-4d10-9239-812b258a1067 |
|
| ethesis.department.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/c2dd677c-da9c-4011-94b0-27b1585ac1cb |
|
| ethesis.department |
Kemiska institutionen |
sv |
| ethesis.department |
Department of Chemistry |
en |
| ethesis.department |
Kemian laitos |
fi |
| ethesis.faculty |
Matematisk-naturvetenskapliga fakulteten |
sv |
| ethesis.faculty |
Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta |
fi |
| ethesis.faculty |
Faculty of Science |
en |
| ethesis.faculty.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/8d59209f-6614-4edd-9744-1ebdaf1d13ca |
|
| ethesis.university.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/50ae46d8-7ba9-4821-877c-c994c78b0d97 |
|
| ethesis.university |
Helsingfors universitet |
sv |
| ethesis.university |
University of Helsinki |
en |
| ethesis.university |
Helsingin yliopisto |
fi |
| dct.creator |
Segler, Jussi |
|
| dct.issued |
2013 |
|
| dct.language.ISO639-2 |
fin |
|
| dct.abstract |
Fotokatalyysi on osoittautunut hyväksi menetelmäksi erilaisten orgaanisten kemikaalien hajottamisessa aina hiilidioksidiksi ja vedeksi asti. Eniten tutkittu fotokatalyytti on TiO2. Sen käytön haasteena on energia-aukon suuruus vaikka se muuten täyttääkin ideaalisen fotokatalyytin tunnusmerkit. Fotokatalyysiä on tutkittu mm. veden ja ilman puhdistamiseksi sekä erilaisten mikro-organismien tuhoamiseksi. Fotokatalyysistä on myös useita eri kaupallisia sovelluksia mm. itsepuhdistuvat pinnat, joilla voidaan parantaa kaupunkien ilman laatua. Ydinvoimateknologiassa fotokatalyysiä käytetään CORD-UV- menetelmässä hajottamaan dekontaminoinnin lopuksi käytetyt kemikaalit hiilidioksidiksi ja vedeksi vetyperoksidin ja UV-valon avulla.
Kirjallisuusosassa tarkastellaan kahta eri fotokatalyysin mekanismia sekä titaanidioksidia ja huokoisia mangaanioksideja fotokatalyytteinä. Lisäksi tarkastellaan katalyyttiseen aktiivisuuteen vaikuttavia tekijöitä mm. pH:n merkitystä. Myös erilaisia fotokatalyysin sovellusalueita käydään läpi. Ydinvoimaloiden dekontaminointiin liittyen tarkastellaan erilaisia dekontaminointitekniikoita ja tarkemmin kemiallisen dekontaminoinnin menetelmiä. Lisäksi käsitellään erilaisia dekontaminointiliuosten puhdistus ja loppukäsittelymenetelmiä.
Kokeellisessa osassa tutkittiin hollandiittirakenteisten mangaanioksidien; OMS-2-20, OMS-2-5 ja CryMO; kykyä hajottaa Co-EDTA-kompleksi ja sitoa tästä irronnut Co-ioni. Tämä oli myös työn päätavoite. Tutkitut mangaanioksidit oli valmistettu DeGuzmanin reseptillä tai sitä muuntelemalla. Myös hajottamis- ja sitomiskykyyn vaikuttavien spesiesten vaikutusta tutkittiin, varioimalla liuoksessa olevan EDTA:n ja natriumnitraatin määrää. Tutkimuksessa käytettiin Photocemical reactors LTD:n fotoreaktoria 6W elohopealampulla. Lisäksi määritettiin tutkituille mangaanioksideille niiden energia-aukon koko (Eg). Energia-aukkojen koko määritettiin käyttämällä Perkin Elmerin UV-VIS-NIR-spektrometriä, jossa oli integroiva pallo, käyttäen Tauc:n kuvaajaa hyödyksi. Eri mangaanioksidien kykyä hajottaa ja sitoa Co- EDTA-kompleksia verrattiin toisiinsa jakautumisvakion (Kd) avulla. Tuloksia verrattiin lisäksi TiO2:iin sekä kerrosrakenteiseen birnessiittiin.
Tutkittujen mangaanioksidien energia-aukkojen kooksi saatiin OMS-2-20 Eg=1.627±0,003 eV, OMS-2- 5 Eg=1.724±0,008 eV ja CryMO Eg=1.697±0,008 eV. Tutkimuksissa parhaiten Co-ionia sitovaksi mangaanioksidiksi valikoitui OMS-2-20 pH:ssa 6, sen Kd:n ollessa 130000 ± 10000 ml/g, muiden jäädessä selvästi alhaisemmaksi. Referenssinä käytetyn TiO2:n Kd oli 11600 ± 800 ml/g samoissa olosuhteissa.
Tutkimuksissa havaittiin, että kaikki tutkitut mangaanioksidit voidaan virittää näkyvää valoa käyttämällä. Tämä on katalyytille eduksi sen tulevaisuuden käyttöä ajatellen. Hajottamis- ja sorptiokykyä tutkittaessa havaittiin, että EDTA:n ylimäärä häiritsee aineen sorptiokykyä. Sen sijaan nitraatti-ionilla ei näyttänyt olevan vaikutusta aineen kykyyn hajottaa Co-EDTA-kompleksi tai sitoa vapautunut Co-ioni. Sitä miksi OMS-2-20 toimi selvästi muita paremmin ei saatu tutkimuksessa selville. Erityisen suuri oli ero lähes samalla tavalla valmistettuun OMS-2-5:een. Tulevaisuudessa onkin syytä selvittää tapahtuneiden reaktioiden mekanismi (sekä hajoamisreaktion että sorptio-reaktion mekanismi) ja se hajottaako OMS-2- 5 ylipäätään Co-EDTA-kompleksia. Myös muiden huokoisten mangaanioksidien (esim. todorokiitti) kyky toimia kaksoisroolissa on hyvä selvittää. Lisäksi reaktio-olosuhteiden vaikutus on syytä selvittää tarkemmin. Erityisesti näkyvän valon rooli mangaanioksidien virittäjänä on hyvä selvittää. |
fi |
| dct.language |
fi |
|
| ethesis.language.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/languages/fin |
|
| ethesis.language |
Finnish |
en |
| ethesis.language |
suomi |
fi |
| ethesis.language |
finska |
sv |
| ethesis.thesistype |
pro gradu-avhandlingar |
sv |
| ethesis.thesistype |
pro gradu -tutkielmat |
fi |
| ethesis.thesistype |
master's thesis |
en |
| ethesis.thesistype.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/thesistypes/mastersthesis |
|
| dct.identifier.urn |
URN:NBN:fi-fe2017112252029 |
|
| dc.type.dcmitype |
Text |
|
