Πλοήγηση ανά Συγγραφέας "Dretakis, Michail"

Τώρα δείχνει 1 - 1 of 1
  • Μικρογραφία εικόνας
    Τεκμήριο
    Ανάπτυξη συστήματος για τον έλεγχο της φωτοκαταλυτικής απομάκρυνσης αέριων ρύπων πάνω σε επιστρώσεις οξειδίων μετάλλων.
    (Τ.Ε.Ι. Κρήτης, Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών (Σ.Τ.Εφ), ΔΠΜΣ Προηγμένα Συστήματα Παραγωγής, Αυτοματισμού και Ρομποτικής, 2016-12-21) Δρετάκης, Μιχαήλ; Dretakis, Michail
    Ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα που αντιμετωπίζει η κοινωνία μας στη σημερινή εποχή είναι η ρύπανση του περιβάλλοντος και ειδικότερα της ατμόσφαιρας. Οι μηχανές που χρησιμοποιεί στην καθημερινότητά του ο άνθρωπος απαιτούν ενέργεια, η οποία προήλθε αρχικά από την καύση του άνθρακα και αργότερα από διάφορα κλάσματα πετρελαίου και την πυρηνική ενέργεια. Στην καύση, εκτός από ενέργεια, παράγονται καυσαέρια με κύρια συστατικά το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα, καθώς επίσης μονοξείδιο του άνθρακα και οξείδια του αζώτου (NOx), όπως το μονοξείδιο NO και το διοξείδιο του αζώτου NO2, λόγω των υψηλών θερμοκρασιών που αναπτύσσονται κατά την καύση των καυσίμων και της περίσσειας του αέρα, καθώς και αιωρούμενα σωματίδια. Τα οξείδια του αζώτου (NOx) προέρχονται κυρίως από τις εκπομπές των πετρελαιοκίνητων και μη καταλυτικών βενζινοκίνητων οχημάτων και πολλών βιομηχανιών. Στα αποτελέσματα της ρύπανσης περιλαμβάνονται σοβαρά βραχυπρόθεσμα ή μακροπρόθεσμα προβλήματα τόσο στο φυσικό περιβάλλον όπως είναι π.χ. η όξινη βροχή, η αιθαλομίχλη, η τρύπα του όζοντος και η ένταση του φαινομένου του θερμοκηπίου, όσο και στην ανθρώπινη υγεία. Για την αντιμετώπιση του προβλήματος της ρύπανσης τόσο σε υγρή όσο και σε αέρια φάση, έχουν προταθεί αρκετές νέες τεχνολογικές μέθοδοι. Μια από αυτές είναι η ετερογενής φωτοκαταλυτική αποδόμηση / οξείδωση των ρύπων. Με τη μέθοδο αυτή, ένας φωτοκαταλύτης -συνήθως ημιαγώγιμο οξείδιο μετάλλου- ακτινοβολείται με κατάλληλου μήκους κύματος και έντασης ακτινοβολία με αποτέλεσμα όταν βρίσκεται σε επαφή με ρύπους ή μικρόβια την ολική ή μερική αποδόμηση των ρύπων, καθώς και την εξόντωση των μικροβίων. Ανάμεσα στους φωτοκαταλύτες που έχουν μελετηθεί, το διοξείδιο του τιτανίου (ΤiΟ2), παρουσιάζει το μεγαλύτερο ενδιαφέρον εξαιτίας των πολλών πλεονεκτημάτων του. Ο σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής είναι η ανάπτυξη ενός συστήματος για τον έλεγχο της φωτοκαταλυτικής αποδόμησης / οξείδωσης αέριων ρύπων σύμφωνα τις προδιαγραφές διεθνών οργανισμών τυποποίησης όπως το πρότυπο ISO 22197-1:2007(E). Τελικός στόχος της μεταπτυχιακής διατριβής είναι ο εργαστηριακός έλεγχος της μείωσης της συγκέντρωσης των οξειδίων του αζώτου κατά ISO με τη χρήση φωτοκαταλυτικών δομικών υλικών με βάση το διοξείδιο του τιτανίου (ΤiΟ2). Πιο συγκεκριμένα, στα πλαίσια της μεταπτυχιακής διατριβής κατασκευάστηκε ένας φωτοαντιδραστήρας, ο οποίος λειτουργεί σύμφωνα με το πρότυπο ISO 22197-1:2007(E). Παράλληλα, παρασκευάστηκαν δύο ομάδες φωτοκαταλυτικών δομικών δοκιμίων, χρησιμοποιώντας ως φωτοκαταλύτη το διοξείδιο του τιτανίου (ΤiΟ2). Στην πρώτη ομάδα, τα δοκίμια παρασκευάστηκαν με την ανάμιξη εμπορικού γκρι τσιμέντου με διαφορετικές περιεκτικότητες από 0%κ.β. έως και 10%κ.β. του φωτοκαταλύτη (ΤiΟ2, Degussa P25). Στην άλλη ομάδα δοκιμίων, ψεκάστηκε αιώρημα κόνεως ΤiΟ2 Degussa P25 πάνω σε εμπορικά κεραμικά πλακάκια. Κατά την πραγματοποίηση των δοκιμών ως ρύπος χρησιμοποιήθηκε το μονοξείδιο του αζώτου, ΝΟ. Από την επεξεργασία των δεδομένων που προέκυψαν αξιολογήθηκε η φωτοκαταλυτική απόδοση του κάθε δοκιμίου σύμφωνα με το πρότυπο ISO 22197-1:2007(E). Προκειμένου να επιτευχθεί σημαντική μείωση της συγκέντρωσης του ρύπου διαπιστώθηκε η ανάγκη παρουσίας του φωτοκαταλύτη στην επιφάνεια των δοκιμίων, καθώς και η φωτοβόληση τους με υπεριώδες / ορατό φως. Διαπιστώθηκε επίσης ότι η μείωση της συγκέντρωσης του μονοξειδίου του αζώτου για τα δείγματα γκρι τσιμέντου με διάφορες %κ.β. περιεκτικότητες σε ΤiΟ2 αυξάνονταν αναλογικά με την %κ.β. περιεκτικότητα του φωτοκαταλύτη έως την τιμή 3%κ.β., όπου η μείωση της συγκέντρωσης του NO έφτασε περίπου στο 60%. Για μεγαλύτερες συγκεντρώσεις παρατηρήθηκε μικρότερη μείωση της συγκέντρωσης του NO. Στα δοκίμια που παρασκευάστηκαν με τον ψεκασμό αιωρήματος διοξειδίου του τιτανίου πάνω σε κεραμικά πλακάκια, η μείωση της συγκέντρωσης του NO ήταν σημαντικά μεγαλύτερη, της τάξης του ~83%. Από τη σύγκριση των αποτελεσμάτων της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής με αυτά άλλων αντίστοιχων δημοσιευμένων μελετών, προκύπτει ότι επιβεβαιώνεται η απομάκρυνση του NO τόσο στα δοκίμια τσιμέντου-φωτοκαταλύτη, όσο και πάνω στη φωτοκαταλυτική επιφάνεια κεραμικών πλακιδίων. Μάλιστα, η ειδική φωτοενεργότητα έφτασε περίπου στην τιμή των 13,8 mg/h/m2 για το δείγμα γκρι τσιμέντου-Degussa P25 με περιεκτικότητα 3%κ.β., ενώ για τη φωτοκαταλυτική επίστρωση TiO2 πάνω σε κεραμικό πλακάκι, η τιμή της ειδικής φωτοενεργότητας ήταν σημαντικά μεγαλύτερη, της τάξης των 19,2 mg/h/m2. Οι τιμές αυτές της ειδικής φωτοενεργότητας είναι αντίστοιχες, σε πολλές περιπτώσεις μάλιστα μεγαλύτερες, από τις τιμές που αναφέρονται στη βιβλιογραφία για δομικά φωτοκαταλυτικά υλικά που έχουν ελεγχθεί με το ίδιο πρότυπο. Τα αποτελέσματα της διατριβής είναι ενθαρρυντικά για την ανάπτυξη και την περαιτέρω μελέτη δομικών φωτοκαταλυτικών υλικών, καθώς και την προσπάθεια για τη χρήση τους σε βιομηχανικό επίπεδο.