Στοιχεία επταμελούς επιτροπής:
Αθανάσιος Βαλαβανίδης Καθηγητής (Επιβλέπων), Αναστασία Χισκιά , Μάνος Δασενάκης Καθηγητής
Περίληψη:
Η φωτοκατάλυση με χρήση διοξειδίου του τιτανίου (TiO2) είναι μία προηγμένη
τεχνολογία οξείδωσης, η οποία σε συνδυασμό με την ηλιακή ενέργεια μπορεί να
εφαρμοστεί αποτελεσματικά για τον καθαρισμό του νερού από μεγάλο φάσμα τοξικών
ενώσεων. Η απαίτηση όμως υπεριώδους ακτινοβολίας για να ξεπεραστεί το
ενεργειακό χάσμα του TiO2, αποτελεί το λόγο της έντονης ερευνητικής
δραστηριότητας γύρω από την ανάπτυξη νέων βελτιωμένων καταλυτών. Η παρουσία
κυανοβακτηρίων στα νερά
αποτελεί σημαντικό πρόβλημα, δεδομένου ότι διάφορα γένη μπορούν να παράγουν
τοξίνες (κυανοτοξίνες) με σημαντικές επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Επιπλέον,
είναι πιθανόν να παραχθούν ενώσεις που προσδίδουν γεύση και οσμή στο νερό με
αποτέλεσμα την υποβάθμιση της ποιότητάς του. Στη παρούσα εργασία μελετήθηκε η
φωτοκαταλυτική αποικοδόμηση κυανοτοξινών (microcystin-LR, MC-LR και
Cylindrospermopsin, CYN) και ουσιών που προσδίδουν οσμή στα νερά (Geosmin, GSM
and 2-methylisoborneol, MIB). Έγινε χρήση φωτοκαταλυτών με βάση το TiO2
(Degussa P25, Kronos vlp-7000, Ref-TiO2, N-TiO2, NF-TiO2, GO-TiO2 and
ECT-1023t) για την πλήρη αποικοδόμηση των ενώσεων αυτών σε υδατικά διαλύματα με
χρήση υπεριώδους, ηλιακής και ορατής ακτινοβολίας. Για την αξιολόγηση της
δραστικότητας
των φωτοκαταλυτών, εξετάστηκε η επίδραση διαφόρων παραμέτρων όπως η παρουσία
οξυγόνου, το είδος και η ένταση ακτινοβολίας, η συγκέντρωση των καταλυτών και
των υποστρωμάτων, το pΗ, η προσρόφηση στον φωτοκαταλύτη, καθώς και ο
σχηματισμός ενδιάμεσων προϊόντων και η τοξικότητα. Με βάση τον προσδιορισμό των
ενδιαμέσων και τελικών προϊόντων προτείνεται μηχανισμός αποικοδόμησης, στον
οποίο σημαντικό
ρόλο έχουν οι ρίζες υδροξυλίου (OH). Επιπλέον μελετήθηκε η φωτοκαταλυτική
αποικοδόμηση των ενώσεων GSM και MIB παρουσία της πολυοξομεταλλικής ένωσης
H4SiW12O40. Συγκριτική μελέτη με τη χρήση δεσμευτών OH κατέληξε σε μηχανισμό
αντίστοιχο με εκείνο παρουσία TiO2. Τα συνολικά αποτελέσματα της εργασίας αυτής
δείχνουν ότι η φωτοκατάλυση με TiO2 είναι πολύ αποτελεσματική στην απομάκρυνση
κυανοτοξινών και ουσιών που προσδίδουν δυσάρεστη γεύση και οσμή στο νερό. Οι
εφαρμογές της τεχνολογίας αυτής μπορούν να επεκταθούν και στην ορατή-ηλιακή
περιοχή του φάσματος με ανάπτυξη νέων τροποποιημένων φωτοκαταλυτικών υλικών.
Λέξεις-κλειδιά:
Διοξείδιο του τιτανίου, Πολυοξομεταλλικές ενώσεις, Κυανοτοξίνες, Μηχανισμός Φωτοκαταλυτικής Αποικοδόμησης, Οσμές
