Vychytávání těžkých kovů z odpadních vod pomocí hydrogelů

Abstract

Heavy metals can enter the ecosystem, among other forms, as divalent cations in the waste waters from industrial plants. One way of eliminating the ions from the waste waters is their absorption by polyelectrolyte hydrogels. In this bachelor thesis, the absorption of divalent cations of three different metals (calcium, nickel, copper) in a hydrogel based on polyacrylic acid is experimentally investigated. The absorption of ions is described by the hydrogel-solution partition coefficient. In this work, the partition coefficients are observed for varying concentrations of divalent ions. Furthermore, the type of ion-hydrogel interac- tion is determined, as well as some accompanying effects of hydrogel-solution interaction (water intake, pH change). Based on the distribution coefficients, it was determined that calcium is absorbed the most, followed by nickel and copper. Furthermore, it was deter- mined that the calcium-hydrogel bond is electrostatic, while the nickel and copper ions form coordination bonds with hydrogel. Keywords: heavy metals, hydrogel, divalent cations 1

Těžké kovy se mohou kromě jiných zdrojů dostávat do ekosystému v podobě iontů v od- padních vodách z továren. Jednou z možností jejich odstranění z odpadních vod je jejich absorpce pomocí polyelektrolytových hydrogelů. V této bakalářské práci je experimentálně prozkoumána absorpce tří dvojmocných kationtů různých kovů (vápník, nikl, měd') po- lyakrylátovým hydrogelem. Absorpce iontů je popsána pomocí rozdělovacího koeficientu iontů hydrogel-roztok. V této práci jsou rozdělovací koeficienty sledovány pro různé kon- centrace dvojmocných iontů, dále je zde prozkoumán způsob vazby mezi kationtem a polyakrylátovou skupinou a některé doprovodné efekty interakce roztoku s hydrogelem (absorpce vody, změna pH). Na základě distribučních koeficientů bylo zjištěno, že za ex- perimentálních podmínek je nejlépe vychytáván vápník, následován niklem a mědí. Dále bylo zjištěno, že vazba vápníku na gel je elektrostatické povahy a vazba niklu a mědi je povahy koordinační. Klíčová slova: těžké kovy, hydrogel, dvojmocné kationty 1