Příprava nulamocného nanoželeza jako inovativního materiálu pro čištění odpadní vody

Abstract

Cílem této diplomové práce byla příprava nanočástic nulvalentního železa jakožto inovativního materiálu pro čištění odpadních vod. V teoretické části jsou nejprve uvedeny chemické a fyzikální vlastnosti nanoželeza, kdy jeho jádro funguje jako dárce elektronů pro redoxní reakce s kontaminanty probíhající na jeho povrchu. Podobně jako ostatní nanočástice vykazuje nanoželezo velkou reaktivitu a je schopno redukovat širokou škálu kontaminantů. Jeho nevýhodou je pak agregace nanočástic, kterou je nutné řešit jejich stabilizací. Poté je pozornost zaměřena na jeho využití v praxi, kde se nanoželezo již využívá k sanaci znečištěných půd a podzemních vod. Dále jsou diskutovány možné alternativy nanoželeza a v neposlední řadě jeho možnosti přípravy, které zahrnují jak klasické redukční metody využívající toxické redukční činidlo NaBH4, tak metody splňující principy zelené chemie, kdy je k redukci solí železa použit například zelený čaj.<br>Náplní experimentální části je příprava nanoželeza pomocí zelených redukčních činidel, a to odpadního zeleného čaje a vyčerpané kávové sedliny. Jsou variovány jak koncentrace redukčních činidel, tak jejich rozpouštědla. U vybraných vzorků je provedena DLS analýza distribuce velikostí částic nanoželeza, u jednoho vzorku SEM a EDS analýza. Bylo zjištěno, že vhodnou kombinací redukčního činidla a rozpouštědla je odpadní zelený čaj a destilovaná voda, připravené nanočástice měly nejmenší rozměry a nejvyšší reaktivitu, která byla ověřena odbarvením methylenové modři jakožto modelového kontaminantu. Nakonec byla ověřena příprava nanoželeza pomocí redukčního činidla NabH4.