Štúdium adsorpcie vybraných makrobiogénnych iónov na rôzne upravených bicharoch

Abstract

Táto bakalárska práca sa zaoberá štúdiom sorpčných vlastností neupravených a fyzikálne aktivovaných biocharov pre vybrané makrobiogénne ióny (NH₄⁺, NO₂⁻, NO₃⁻, PO₄³⁻). Cieľom práce bolo overiť, či testované biochary predstavujú účinné sorpčné materiály a následne ich sorpčnú kapacitu kvantifikovať a porovnať. K tomuto účelu boli využité tri kolorimetrické techniky v spojení s UV/VIS spektrofotometriou. Berthelotova metóda pre NH₄⁺, Griessova metóda pre NO₃⁻ a NO₂⁻ a metóda malachitovej zelenej pre PO₄³⁻ ióny. Získané absorbancie boli spracované pomocou metódy kalibračnej krivky. V prípade NH₄⁺ všetky testované biochary preukázali sorpčnú schopnosť, pričom účinnosť sa líšila v závislosti od typu biocharu. Bolo potvrdené, že veľkosť povrchovej plochy biocharov nie je v každom prípade priamo spojená so vzrastom sorpčnej kapacity. Neupravený a prepláchnutý biochar, ktoré mali približne 1 % dostupnej povrchovej plochy aktivovaných biocharov, mali vyššie sorpčné kapacity ako biochar aktivovaný vzduchom. Tieto výsledky podporili predpoklad, že dominantným sorpčným mechanizmom NH4 + iónov je pravdepodobne katiónová výmenná s povrchovými funkčnými skupinami. Naopak, pri pokusoch s NO₃⁻ a NO₂⁻ bola preukázaná len minimálna sorpčná kapacita biocharov, čo bolo pripísané elektrostatickému odpudzovaniu medzi...

This bachelor's thesis deals with the study of the sorption properties of unmodified and physically activated biochars for selected macronutrient ions (NH₄⁺, NO₂⁻, NO₃⁻, PO₄³⁻). The aim of the work was to verify whether the tested biochars represent effective sorption materials and subsequently to quantify and compare their sorption capacity. For this purpose, three colorimetric techniques were used in combination with UV/VIS spectrophotometry. The Berthelot method for NH₄⁺, the Griess method for NO₃⁻ and NO₂⁻, and the Malachite Green method for PO₄³⁻ ions. The obtained absorbance values were processed using the calibration curve method. In the case of NH₄⁺, all tested biochars demonstrated sorption ability, with efficiency varying depending on the type of biochar. It was confirmed that the surface area of biochars is not necessarily directly correlated with an increase in sorption capacity. The untreated and rinsed biochar, which had approximately 1% of the available surface area of the activated biochars, showed higher sorption capacities than the air-activated biochar. These results supported the assumption that the dominant sorption mechanism for NH₄⁺ is likely cation exchange with surface functional groups. In contrast, experiments with NO₃⁻ and NO₂⁻ showed only minimal sorption capacity of...