Adsorpsjon av per- og polyfluoroalkyler (PFAS) fra vann.
Bachelor thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3076685Utgivelsesdato
2023Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
PFAS-forbindelser er mye brukt i brannslokkingsskum, non-stick panner, vanntette klær,og mange andre ting som brukes i det vanlige livet. PFAS er karbonkjeder minst én eller allehydrogener er substituert med et fluoridatom. Karbon- og fluorbindingene er sværtsterke og gjør PFAS vanskelig å fjerne fra miljøet. Det har blitt rapportert atPFAS kan føre til helseeffekter for mennesker og dyr, som kreft og fødselsskader. Hvagjør dette mer farlig er at det er nesten umulig å fjerne fra vann fordi deer svært løselig i vann. Da det ble oppdaget hvor farlige forbindelsene er, korterekjedeforbindelser ble utviklet for å erstatte de lengre kjedede forbindelsene. Disse varment å være mindre farlig for miljøet. Men det er nå klart at de kortere kjedenekan være like farlige som de lengre kjedene, og de kan være vanskeligere å fjerne framiljø.Omvendt osmose skumfraksjonering og adsorpsjon på karbonbaserte materialer er noenteknikker som brukes til å fjerne PFAS fra vann, men de er ikke like effektive som debør være. Derfor er det nødvendig med en mer effektiv teknikk som viser høy effektivitet. Metallorganiske rammeverk er mikroporøst krystallinsk, tredimensjonalt porøst materiale. MOFs av på grunn av deres høye overflateareal og spesialdesignede porefunksjonalitet kunne adsorbere PFAS på en høyere skala og være en løsning på problemet.I dette prosjektet ble syntese av Zr-MOF-808-Ac utført og karakterisert ved XRD, TGA,N2-sorpsjon, SEM-EDS og NMR for å bekrefte syntesen. Adsorpsjonsforsøk vargjennomført med tre ulike PFAS (PFOA, PFBS og PFBA) for å undersøke opptak avPFAS til MOF-808. LC-MS instrument ble brukt for å bestemme konsentrasjonen etteradsorpsjonseksperiment.PXRD-karakteriseringen indikerte at MOF-808-syntesen var vellykket, menprøven inneholdt fortsatt mye ureagerte rester løsemiddel (forløpere). Overflatearealet foruvasket var 1455 m2/g og for vasket var 1603 m2/g, dette er lavere enn rapportert ilitteratur, så overflaten er ikke optimal. Dette kunne løses ved å optimere vaskingenfremgangsmåte. Den kvantitative analysen av PFAS-løsningen før og etter adsorpsjonenbruk av LC-MS-instrumentet indikerte et høyt opptak av PFOA og PFBA, men caingen endring i konsentrasjonen av PFBS. Dette kan skyldes dårlig vask av MOF-808 ellerMOF-808 har ikke evnen til å adsorbere PFBS. PFAS compounds are widely used in firefighting foams, non-stick pans, waterproof clothing,and many other things used in normal life. PFAS are carbon chains at least one or allhydrogens are substituted with a fluoride atom. The carbon and fluorine bindings are verystrong making the PFAS difficult to remove from the environment. It has been reported thatPFAS may lead to health effects for humans and animals, like cancer and birth defects. Whatmakes this more dangerous is that it is nearly impossible to remove from water because theyare very soluble in water. When it was discovered how dangerous the compounds are, shorterchains compounds were developed to substitute the longer chained compounds. These weresupposed to be less dangerous to the environment. But it is now clear that the shorter chainsmay be as dangerous as the longer chains, and they may be more difficult to remove from theenvironment.Reverse osmosis foam fractionation and adsorption on carbon-based materials are sometechniques that are used to remove PFAS from water, but they are not as efficient as theyshould be. Therefore, a more effective technique that shows high efficiency is needed. Metalorganic frameworks are microporous crystalline, three-dimensional porous material. MOFs byvirtue of their high surface area and specially designed pore functionality could adsorb PFASon a higher scale and be a solution to the problem.In this project synthesis of Zr-MOF-808-Ac was performed and characterized by XRD, TGA,N2-sorption, SEM-EDS, and NMR to confirm the synthesis. Adsorption experiments wereconducted with three different PFAS (PFOA, PFBS and PFBA) to examine the uptake ofPFAS to MOF-808. LC-MS instrument was used to determine the concentration after theadsorption experiment.The PXRD-characterizing indicated that the MOF-808 synthesis was successful, but thesample still contained a lot of unreacted residues solvent (precursors). The surface area forunwashed was 1455 m2/g and for washed was 1603 m2/g, this is lower than reported inliterature, so the surface area is not optimal. This could be solved by optimizing the washingprocedure. The quantitative analysis of the PFAS solution before and after the adsorptionusing the LC-MS instrument indicated a high uptake of PFOA and PFBA, but approximatelyno change in concentration of PFBS. This could be due to poor washing of MOF-808 or thatMOF-808 don’t have the ability to adsorb PFBS.