Přímé měření produktů methan, ethan, ethen při reduktivní dehalogenaci kontaminované vody

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Přímé měření produktů methan, ethan, ethen při reduktivní dehalogenaci kontaminované vody"

Hana Sedláčková
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Přímé měření produktů methan, ethan, ethen při reduktivní dehalogenaci kontaminované vody Eva Kakosová, Vojtěch Antoš, Lucie Jiříčková, Pavel Hrabák, Miroslav Černík, Jaroslav Nosek

2 Úvod Motivace Teoretický základ nutný k výpočtu Henryho konstanta Jaká konstanta je ta správná a jak neztratit hlavu. Popis systému Konstrukční uspořádání Kalibrace systému Ukázka naměřených dat Závěr, diskuze a plány do budoucna

3 Teoretický úvod k reduktivní dehalogenaci. Proč to děláme? Cílem je sledování meziproduktů a produktů reduktivní dechlorace. Motivace: Detailnější pochopení procesu reduktivní dechlorace Sledování kinetiky experimentů Chlorované etheny PCE TCE cis-dce VC Ethen Chlorované ethany 1,1,1-TCA 1,1-DCA CA ethan Chlorované methany CT CF MC methan

Motivace: Detailnější pochopení procesu reduktivní dechlorace Sledování kinetiky

4 Princip rozkladu Cwiertny a Scheber > Hydrogenolýza - > β-eliminace

5 Ethan Ethen Měření TOL, Henryho zákon Chromatografické metody vhodné na těkavé organické látky dělíme na metody statické (Jalbert a kol., Johnson a kol., Kampbell a kol. ) a metody dynamické Henryho zákon, p = K H x p parciální tlak (atm) x molární podíl látky ve vodné směsi (mol) K H - Henryho konstanta (atm/mol) Wilhelm a kol. 1977, Chem. Rev. 77; H=1/[exp{(A+B/T+C ln (T/K)+DT)/R}] Rolf Sander, Compilation of Henry's law constants (version 4.) for water as solvent Atmos. Chem. Phys., 15, , , 3, 2, 1,, Zahrnuje 1735 konstant pro 4632 látek z 689 referencí. Vliv teploty na rozpustnot analytu teplota [ C] 8, 75, 7, 65, 6, 55, ethan ethen

77; 219-262. H=1/[exp{(A+B/T+C ln (T/K)+DT)/R}] Rolf Sander, Compilation of Henry's law constants (version 4.) for water as solvent Atmos. Chem. Phys., 15, 4399-4981, 215 http://www.

6 Perkin Elmer Clarus 58 s detektorem FID, kolona GASPRO 3 m x.25 mm Reaktor o objemu 2.5 l Design experimentu: První 24 h pouze míchání Kontinuální měření (metoda á 45 min) Vzorkování na TOL, změření na fyz.-chem. parametry (ph, Eh, σ, T), kontrola napětí Konstrukční řešení

5 l Design experimentu: První 24 h pouze míchání Kontinuální měření

7 Schéma zapojení reaktoru 1 zdroj stejnosměrného proudu, 2 míchadlo, 3 peristaltické čerpadlo, 4 vzorkovací port, 5 reaktor, 6 elektrody, 7 náplňová smyčka, 8 chromatografická kolona, 9 pec plynového chromatografu, 1 plynový chromatograf (GC), 11 plamenoionizační detektor (FID), 12 šesticestný ventil

náplňová smyčka, 8 chromatografická kolona, 9 pec plynového chromatografu,

8 Kalibrace plynů Saturace vody, následné rozředění Kalibrace přes dva hmotnostní kontroléry probubláváním reaktoru naplněného vodou Kalibrace plynů přímo na vstup do GC Zásobní lahev Linde 5 ppm (methan, ethan, ethen) v syntetickém vzduchu

naplněného vodou Kalibrace plynů přímo na vstup do GC

9 analyt [µg/l] Saturace vody 3, 25, 2, 7, 6, 5, 15, 1, 5, 4, 3, 2, 1, ethan ethen,, čas [min.]

10 plocha plocha plocha Kalibrační křivky přes hmot. regulátory 4, 3, 2, 1, ethan y = 68,11x ,4 R² =,9993 probubláváním,, 1, 2, 3, 4, 5, 6, koncentrace v ppm Procentuální směrodatná koncentrace vstup [ppm] odchylka (n=1) Methan Ethan Ethen 8,3 2,7 1,94 1,66 159,2 3,19 2,5 1,71 198, 2,22 1,63 1,17 334,8 2,5 1,87 1,39 418,6 3,99 2,78 1,77 5, 4,96 3,95 3,21 ethen methan 4, 2, 3, 2, y = 68,659x ,7 R² =, , 1, y = 32,738x - 196,2 R² =,9991 1,,, 1, 2, 3, 4, 5, 6, koncentrace v ppm 5,,, 1, 2, 3, 4, 5, 6, koncentrace v ppm

směrodatná koncentrace vstup [ppm] odchylka (n=1) Methan Ethan Ethen 8,3 2,7 1,94 1,66 159,2 3,19 2,5 1,71 198, 2,22 1,63 1,17 334,8

11 plocha plocha Plocha Kalibrační křivky, vstup přímo ethan y = 16,2x - 367,9 R² =, Koncentrace ppm Procentuální směrodatná koncentrace odchylka vstup [ppm] Methan Ethan Ethen 37,5 1,97 2,23 2,21 5 1,52 1,38 1,39 125,53,65, ,54 3,35 3,44 375,44,49,53 5 1,6 1,2 1,3 ethen methan y = 13,72x ,3 R² =, y = 51,977x - 147,8 R² =, Koncentrace ppm Koncentrace ppm

2,21 5 1,52 1,38 1,39 125,53,65,54 25 3,54 3,35 3,44 375,44,49,53 5 1,6 1,2 1,3 ethen methan 5 4 3 y =

12 plocha plocha plocha Porovnání dvou přístupů ke kalibraci (plyn versus saturace vody) Ethan y = 16,2x - 367,9 R² =,9844 y = 68,11x ,4 R² =, koncentrace v ppm kal. voda kal. plyn Ethen y = 13,72x ,3 R² =,9844 y = 68,659x ,7 R² =, koncentrace v ppm Methan y = 51,977x - 147,8 R² =,9842 y = 32,738x - 196,2 R² =, koncentrace v ppm kal. voda kal. plyn kal. voda kal. plyn

plyn 6 4 2 Ethen y = 13,72x - 2952,3 R² =,9844 y = 68,659x - 4188,7 R² =,9994 1 2 3 4 5 6 koncentrace v ppm 3 2

13 Ukázka naměřených dat

14 Plocha [uv.s] Conc [ug/l] Conc [ug/l] PCM čas [hod] DCM čas [hod] R3 - STARAx.+DC R2 - STARAx. R3 - STARAx.+DC R2 - STARAx. Methan Čas [hod] R3 - STARAx.+DC R2 - STARAx.

1 12 14 čas [hod] DCM 2 4 6 8 1 12 14 čas [hod] R3 - STARAx.

15 Plocha [uv.s] Conc [ug/l] Conc [ug/l] PCE TCE čas [hod] čas [hod] R3 - STARAx.+DC R2 - STARAx. R3 - STARAx.+DC R2 - STARAx. Ethen Čas [hod] R3 - STARAx.+DC R2 - STARAx.

3 2 1 2 4 6 8 1 12 14 čas [hod] čas [hod] R3 - STARAx.

16 Závěr Cílem práce bylo zkonstruování míchaného reaktoru s přímým vstupem do GC pro měření produktů reduktivní dehalogenace Vývoj metody, separace analytů, zkouška těsnosti systému a zejména kalibrace rozpuštěných plynů Budoucnost Identifikace a kalibrace acetylenu, testování dehalogenace stejnosměrným proudem, zkoušení suspenzí částic elementárního železa a jejich vlivu na kinetiku reakce a vznikající produkty/meziprodukty.

rozpuštěných plynů Budoucnost Identifikace a kalibrace acetylenu, testování dehalogenace stejnosměrným

17 Výzkum prezentovaný v tomto článku byl podpořen projektem TE12218 Ekologicky šetrné nanotechnologie a biotechnologie pro čištění vod a půd, operační program: TE Program Technologické agentury ČR na podporu rozvoje dlouhodobé spolupráce ve výzkumu, vývoji a inovacích mezi veřejným a soukromým sektorem Centra kompetence. PODĚKOVÁNÍ

TE Program Technologické agentury ČR na podporu rozvoje dlouhodobé spolupráce ve

Podobné dokumenty

POUŽITÍ PROPUSTNÉ REAKTIVNÍ BARIÉRY Z NULMOCNÉHO ŽELEZA V SANACI CHLOROVANÝCH ETYLENŮ A JEJÍ VLIV NA BAKTERIÁLNÍ OSÍDLENÍ PODZEMNÍ VODY

POUŽITÍ PROPUSTNÉ REAKTIVNÍ BARIÉRY Z NULMOCNÉHO ŽELEZA V SANACI CHLOROVANÝCH ETYLENŮ A JEJÍ VLIV NA BAKTERIÁLNÍ OSÍDLENÍ PODZEMNÍ VODY Mgr. Marie Czinnerová Technická univerzita v Liberci Ústav pro nanomateriály,