La decontaminazione di suoli e falde acquifere da composti organici di origine petrolifera/petrolchimica è uno dei problemi ambientali più difficili da fronteggiare per gli alti costi che essa comporta [1,2]. Grazie alla loro economicità e al loro basso impatto ambientale, le zeoliti rappresentano i materiali più promettenti ed economici per la depurazione di acque contaminate [3-6]. In questo lavoro è stata testata l'efficienza di adsorbimento di zeoliti idrofobiche commerciali ad elevato contenuto di silicio (zeolite Y, Mordenite (MOR) e ZSM-5) nei confronti di miscele di 1,1-dicloroetano (DCE), metil ter-butiletere (MTBE), toluene e n-esano. Tecniche diffrattometriche (PWXRD), termogravimetriche (TGA), gas cromatografiche (GC) e infrarosse (FTIR) hanno consentito di: 1) definire le proprietà adsorbenti delle zeoliti; 2) confrontare i dati di adsorbimento di miscele di contaminanti nell'intervallo di concentrazione dei ppm e dei ppb; 3) localizzare gli inquinanti nei pori delle zeoliti; 4) evidenziare il tipo e la forza delle interazioni tra gli inquinanti e le strutture silossaniche-silanoliche delle zeoliti investigate. La cinetica di adsorbimento favorevole, l'irreversibilità del processo e l'elevata capacità adsorbente delle zeoliti testate indicano questi materiali come ottimi adsorbenti per gli inquinanti testati. Lo studio dell'adsorbimento di miscele di contaminanti (vedi Figura) ha messo in luce l'abilità di queste zeoliti nel ritenere tutti i contaminanti investigati anche in condizioni idrate con una forza dell'interazione che è più alta per il n-esano nella ZSM-5 (molecola meno polare e zeolite meno difettiva, caratterizzata quindi da un contenuto più basso di silanoli) e per l'MTBE nelle zeoliti Y e MOR (inquinante più polare e zeoliti più difettive, ovvero più ricche di silanoli). Figura. (Sx) Spettri FT-IR di dosaggi crescenti di una miscela omomolare di MTBE-DCE su zeolite Y. (Dx) Localizzazione delle componenti della stessa miscela adsorbita su zeolite ZSM-5 da acqua. Questi risultati sono importanti per il dimensionamento e l'ottimizzazione di funzionamento di unità adsorbenti che utilizzano zeoliti per la decontaminazione di acque e suoli contaminati. Riferimenti: [1,2] Vignola et al., Chem. Eng. J. 2011a; 2011b; [3] Martucci et al., Micropor. Mesopor. Mater. 2012; [4] Pasti et al., Micropor. Mesopor. Mater. 2012. [5] Arletti et al., J. Solid State Chem. 2012; [6] I. Braschi et al., J. Phys. Chem. C, 2012.
Trattamento di Acque Contaminate da Miscele di Inquinanti di Origine Petrolifera tramite zeoliti ad Alto Contenuto di Silicio
MARTUCCI, Annalisa;PASTI, Luisa;
2013
Abstract
La decontaminazione di suoli e falde acquifere da composti organici di origine petrolifera/petrolchimica è uno dei problemi ambientali più difficili da fronteggiare per gli alti costi che essa comporta [1,2]. Grazie alla loro economicità e al loro basso impatto ambientale, le zeoliti rappresentano i materiali più promettenti ed economici per la depurazione di acque contaminate [3-6]. In questo lavoro è stata testata l'efficienza di adsorbimento di zeoliti idrofobiche commerciali ad elevato contenuto di silicio (zeolite Y, Mordenite (MOR) e ZSM-5) nei confronti di miscele di 1,1-dicloroetano (DCE), metil ter-butiletere (MTBE), toluene e n-esano. Tecniche diffrattometriche (PWXRD), termogravimetriche (TGA), gas cromatografiche (GC) e infrarosse (FTIR) hanno consentito di: 1) definire le proprietà adsorbenti delle zeoliti; 2) confrontare i dati di adsorbimento di miscele di contaminanti nell'intervallo di concentrazione dei ppm e dei ppb; 3) localizzare gli inquinanti nei pori delle zeoliti; 4) evidenziare il tipo e la forza delle interazioni tra gli inquinanti e le strutture silossaniche-silanoliche delle zeoliti investigate. La cinetica di adsorbimento favorevole, l'irreversibilità del processo e l'elevata capacità adsorbente delle zeoliti testate indicano questi materiali come ottimi adsorbenti per gli inquinanti testati. Lo studio dell'adsorbimento di miscele di contaminanti (vedi Figura) ha messo in luce l'abilità di queste zeoliti nel ritenere tutti i contaminanti investigati anche in condizioni idrate con una forza dell'interazione che è più alta per il n-esano nella ZSM-5 (molecola meno polare e zeolite meno difettiva, caratterizzata quindi da un contenuto più basso di silanoli) e per l'MTBE nelle zeoliti Y e MOR (inquinante più polare e zeoliti più difettive, ovvero più ricche di silanoli). Figura. (Sx) Spettri FT-IR di dosaggi crescenti di una miscela omomolare di MTBE-DCE su zeolite Y. (Dx) Localizzazione delle componenti della stessa miscela adsorbita su zeolite ZSM-5 da acqua. Questi risultati sono importanti per il dimensionamento e l'ottimizzazione di funzionamento di unità adsorbenti che utilizzano zeoliti per la decontaminazione di acque e suoli contaminati. Riferimenti: [1,2] Vignola et al., Chem. Eng. J. 2011a; 2011b; [3] Martucci et al., Micropor. Mesopor. Mater. 2012; [4] Pasti et al., Micropor. Mesopor. Mater. 2012. [5] Arletti et al., J. Solid State Chem. 2012; [6] I. Braschi et al., J. Phys. Chem. C, 2012.I documenti in SFERA sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
