Ioninvaihtohartsien ja 3D-tulostettujen metallisieppareiden vertailu palladiumin talteenotossa

Tämän pro gradu -tutkielman kirjallisessa osassa tutustutaan aluksi kriittisiin raaka-aineisiin, niiden tuotantoon, ja sovelluskohteisiin. Kriittisistä raaka-aineista keskitytään tarkemmin platinaryhmän metalleihin, ja niistä erityisesti palladiumiin ja platinaan niiden ominaisuuksineen ja käyttökoh...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Äijälä, Fanni
Other Authors: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Kemian laitos, Department of Chemistry, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2022
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/83829
_version_ 1826225759591596032
author Äijälä, Fanni
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Kemian laitos Department of Chemistry Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Äijälä, Fanni Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Kemian laitos Department of Chemistry Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Äijälä, Fanni Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Kemian laitos Department of Chemistry Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Äijälä, Fanni
datasource_str_mv jyx
description Tämän pro gradu -tutkielman kirjallisessa osassa tutustutaan aluksi kriittisiin raaka-aineisiin, niiden tuotantoon, ja sovelluskohteisiin. Kriittisistä raaka-aineista keskitytään tarkemmin platinaryhmän metalleihin, ja niistä erityisesti palladiumiin ja platinaan niiden ominaisuuksineen ja käyttökohteineen. Tutkielmassa käsitellään erilaisia jalometallien liuotukseen soveltuvia menetelmiä, ja liuotuksen jälkeisenä erotusprosessina muun muassa vedenpuhdistuksessa ja metallien talteenotossa laajalti hyödynnettyä ioninvaihtoa. Tutkielmassa tutustutaan erilaisiin ioninvaihtomateriaaleihin, niiden rakenteisiin, ominaisuuksiin ja toimintaperiaatteisiin, sekä itse ioninvaihtoprosessiin. Vielä tarkempaan käsittelyyn otetaan selektiiviset polymeeri-, silika- ja kuitupohjaiset ioninvaihtomateriaalit, eli metallisiepparit. Näiden lisäksi esitellään 3D-tulostetut metallisiepparit, sekä esimerkkejä niille löydetyistä sovelluskohteista metallien talteenotossa. Tutkielman kokeellisessa osassa määritettiin kahdelle ioninvaihtohartsille, Dowex® 21K Cl- ja Lewatit® MonoPlus M 500, optimaaliset palladiumin talteenotto-olosuhteet. Molemmilla materiaaleilla parhaat tulokset saatiin 0,05 M HCl + HNO3 -taustalla. Todettiin myös, että palladiumia alkaa saostua pH:n kasvaessa arvoon 1. Hartseista Lewatit® MonoPlus M 500:lla saavutettiin nopeammin yli 90 % saanto. Tämän granulamuotoisen Lewatit®-hartsin ja 3D-tulostettujen metallisieppareiden talteenottotehokkuutta ja kinetiikkaa vertailtiin. Kinetiikan vaikutusta tutkittiin lataamalla granulaa ja 3D-sieppareita vaihtumilla 50, 150 ja 300 h-1. 3D-sieppareilla saatiin systemaattisesti parempia tuloksia kuin granulalla, sillä 3D-sieppareilla saavutettiin jopa kvantitatiivinen talteenotto kaikilla tutkituilla vaihtumilla. Granulalla saavutettu paras talteenottoaste oli 90 %, joka saavutettiin vaihtumalla 50 h-1 vain hetkellisesti. Lisäksi granulalla talteenotto heikkeni huomattavasti, kun vaihtumaa kasvatettiin. Latauskapasiteetiksi 3D-metallisieppareille määritettiin vaihtumasta riippuen 0,91–0,97 eq L-1 ja granulalle arvoksi saatiin 0,82 eq L-1, joten myös kapasiteetista voitiin havaita 3D-sieppareiden tehokkuus granulaan verrattuna. Eluoinnin tehokkuutta vertailtiin materiaalien välillä, ja eluentin NH4Cl-pitoisuus pyrittiin optimoimaan. Tulosten perusteella 3D-siepparit tarvitsivat vähemmän eluenttia tehokkaaseen eluointiin, mutta suurempien johtopäätösten tekeminen eluoinnin tehokkuudesta tai optimaalisesta NH4Cl-pitoisuudesta vaatisi laajempaa testausta.
first_indexed 2024-09-11T08:49:53Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "V\u00e4is\u00e4nen, Ari", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Lahtinen, Elmeri", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "\u00c4ij\u00e4l\u00e4, Fanni", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2022-11-09T06:41:48Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2022-11-09T06:41:48Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2022", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/83829", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4m\u00e4n pro gradu -tutkielman kirjallisessa osassa tutustutaan aluksi kriittisiin raaka-aineisiin, niiden tuotantoon, ja sovelluskohteisiin. Kriittisist\u00e4 raaka-aineista keskityt\u00e4\u00e4n tarkemmin platinaryhm\u00e4n metalleihin, ja niist\u00e4 erityisesti palladiumiin ja platinaan niiden ominaisuuksineen ja k\u00e4ytt\u00f6kohteineen. Tutkielmassa k\u00e4sitell\u00e4\u00e4n erilaisia jalometallien liuotukseen soveltuvia menetelmi\u00e4, ja liuotuksen j\u00e4lkeisen\u00e4 erotusprosessina muun muassa vedenpuhdistuksessa ja metallien talteenotossa laajalti hy\u00f6dynnetty\u00e4 ioninvaihtoa. Tutkielmassa tutustutaan erilaisiin ioninvaihtomateriaaleihin, niiden rakenteisiin, ominaisuuksiin ja toimintaperiaatteisiin, sek\u00e4 itse ioninvaihtoprosessiin. Viel\u00e4 tarkempaan k\u00e4sittelyyn otetaan selektiiviset polymeeri-, silika- ja kuitupohjaiset ioninvaihtomateriaalit, eli metallisiepparit. N\u00e4iden lis\u00e4ksi esitell\u00e4\u00e4n 3D-tulostetut metallisiepparit, sek\u00e4 esimerkkej\u00e4 niille l\u00f6ydetyist\u00e4 sovelluskohteista metallien talteenotossa. \nTutkielman kokeellisessa osassa m\u00e4\u00e4ritettiin kahdelle ioninvaihtohartsille, Dowex\u00ae 21K Cl- ja Lewatit\u00ae MonoPlus M 500, optimaaliset palladiumin talteenotto-olosuhteet. Molemmilla materiaaleilla parhaat tulokset saatiin 0,05 M HCl + HNO3 -taustalla. Todettiin my\u00f6s, ett\u00e4 palladiumia alkaa saostua pH:n kasvaessa arvoon 1. Hartseista Lewatit\u00ae MonoPlus M 500:lla saavutettiin nopeammin yli 90 % saanto. T\u00e4m\u00e4n granulamuotoisen Lewatit\u00ae-hartsin ja 3D-tulostettujen metallisieppareiden talteenottotehokkuutta ja kinetiikkaa vertailtiin. Kinetiikan vaikutusta tutkittiin lataamalla granulaa ja 3D-sieppareita vaihtumilla 50, 150 ja 300 h-1. 3D-sieppareilla saatiin systemaattisesti parempia tuloksia kuin granulalla, sill\u00e4 3D-sieppareilla saavutettiin jopa kvantitatiivinen talteenotto kaikilla tutkituilla vaihtumilla. Granulalla saavutettu paras talteenottoaste oli 90 %, joka saavutettiin vaihtumalla 50 h-1 vain hetkellisesti. Lis\u00e4ksi granulalla talteenotto heikkeni huomattavasti, kun vaihtumaa kasvatettiin. Latauskapasiteetiksi 3D-metallisieppareille m\u00e4\u00e4ritettiin vaihtumasta riippuen 0,91\u20130,97 eq L-1 ja granulalle arvoksi saatiin 0,82 eq L-1, joten my\u00f6s kapasiteetista voitiin havaita 3D-sieppareiden tehokkuus granulaan verrattuna. Eluoinnin tehokkuutta vertailtiin materiaalien v\u00e4lill\u00e4, ja eluentin NH4Cl-pitoisuus pyrittiin optimoimaan. Tulosten perusteella 3D-siepparit tarvitsivat v\u00e4hemm\u00e4n eluenttia tehokkaaseen eluointiin, mutta suurempien johtop\u00e4\u00e4t\u00f6sten tekeminen eluoinnin tehokkuudesta tai optimaalisesta NH4Cl-pitoisuudesta vaatisi laajempaa testausta.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Paivi Vuorio (paelvuor@jyu.fi) on 2022-11-09T06:41:48Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2022-11-09T06:41:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2022", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "87", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "ioninvaihto", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "metallisiepparit", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "ioninvaihtohartsit", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "kriittiset raaka-aineet", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Ioninvaihtohartsien ja 3D-tulostettujen metallisieppareiden vertailu palladiumin talteenotossa", "language": "", "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-202211095130", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Kemian laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Chemistry", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Analyyttinen kemia", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Analytical Chemistry", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "40311", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "3D-tulostus", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "palladium", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "metallit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "talteenotto", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.okm", "value": "G2", "language": null, "element": "type", "qualifier": "okm", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_83829
language fin
last_indexed 2025-02-18T10:56:22Z
main_date 2022-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2022
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/74b63686-93d2-48b2-a7ec-91a6463dc50c\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-202211095130.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2022
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Äijälä, Fanni Ioninvaihtohartsien ja 3D-tulostettujen metallisieppareiden vertailu palladiumin talteenotossa ioninvaihto metallisiepparit ioninvaihtohartsit kriittiset raaka-aineet Analyyttinen kemia Analytical Chemistry 40311 3D-tulostus palladium metallit talteenotto
title Ioninvaihtohartsien ja 3D-tulostettujen metallisieppareiden vertailu palladiumin talteenotossa
title_full Ioninvaihtohartsien ja 3D-tulostettujen metallisieppareiden vertailu palladiumin talteenotossa
title_fullStr Ioninvaihtohartsien ja 3D-tulostettujen metallisieppareiden vertailu palladiumin talteenotossa Ioninvaihtohartsien ja 3D-tulostettujen metallisieppareiden vertailu palladiumin talteenotossa
title_full_unstemmed Ioninvaihtohartsien ja 3D-tulostettujen metallisieppareiden vertailu palladiumin talteenotossa Ioninvaihtohartsien ja 3D-tulostettujen metallisieppareiden vertailu palladiumin talteenotossa
title_short Ioninvaihtohartsien ja 3D-tulostettujen metallisieppareiden vertailu palladiumin talteenotossa
title_sort ioninvaihtohartsien ja 3d tulostettujen metallisieppareiden vertailu palladiumin talteenotossa
title_txtP Ioninvaihtohartsien ja 3D-tulostettujen metallisieppareiden vertailu palladiumin talteenotossa
topic ioninvaihto metallisiepparit ioninvaihtohartsit kriittiset raaka-aineet Analyyttinen kemia Analytical Chemistry 40311 3D-tulostus palladium metallit talteenotto
topic_facet 3D-tulostus 40311 Analytical Chemistry Analyyttinen kemia ioninvaihto ioninvaihtohartsit kriittiset raaka-aineet metallisiepparit metallit palladium talteenotto
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/83829 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202211095130
work_keys_str_mv AT äijäläfanni ioninvaihtohartsienja3dtulostettujenmetallisieppareidenvertailupalladiumintalteenoto