E-Locus - Ιδρυματικό Καταθετήριο Πανεπιστημίου Κρήτης - Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Αρχική Συλλογές Σχολή/Τμήμα Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών Τμήμα Χημείας Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Εντολή Αναζήτησης : Συγγραφέας="Στρατάκης" Και Συγγραφέας="Εμμανουήλ"

Τρέχουσα Εγγραφή: 27 από 642

[Προσθήκη στο καλάθι]

Κωδικός Πόρου

000453749

Τίτλος

Κλιματική παρέμβαση και αναστροφή κλιματικής αλλαγής : ετερογενής αλληλεπίδραση αέριων HCl και SO2 με νανοσωματίδια CaCO3, υπό στρατοσφαιρικές συνθήκες

Άλλος τίτλος

Climate intervention and climate change inversion: heterogeneous interactions of gaseous HCl and SO2 with CaCO3 nanoparticles, under stratospheric conditions

Συγγραφέας

Τέλλιου, Παντάνασσα Α.

Σύμβουλος διατριβής

Κανακίδου, Μαρία

Μέλος κριτικής επιτροπής

Μήλιος, Κωνσταντίνος
Παπαδημητρίου, Βασίλειος

Περίληψη

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η κινητική και ο μηχανισμός της ετερογενούς αλληλεπίδρασης νανοσωματιδίων ανθρακικού ασβεστίου (CaCO₃, 100 – 150 nm, calcite polymorph), με τα αέρια υδροχλώριο (HCl) και διοξείδιο του θείου (SO₂), προκειμένου να διερευνηθεί η επίδρασή τους στη φωτοχημεία της Στρατόσφαιρας. Η συγκεκριμένη μελέτη αποτελεί μέρος του ευρύτερου ερευνητικού εγχειρήματος «Κλιματική Παρέμβαση» (Climate Intervention), κατά το οποίο, σχετικά πρόσφατα, προτάθηκε η εισαγωγή νανοσωματιδίων CaCO₃, με τη μορφή αερολύματος (Stratospheric Aerosol Injection, SAI), με στόχο τον περιορισμό της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας στη Γήινη ατμόσφαιρα και την αντιστάθμιση της υπερθέρμανσης του Πλανήτη. Στο πλαίσιο αυτό, μετρήθηκε η ικανότητα προσρόφησης των στρατοσφαιρικών αερίων HCl και SO₂, σε νανοσωματίδια calcite και η πιθανή χημική μετατροπή τους, η οποία ενδέχεται να επιδρά, τόσο στο ισοζύγιο ακτινοβολίας της ατμόσφαιρας, όσο και στην στρατοσφαιρική χημεία της. Πιο συγκεκριμένα, προσδιορίστηκαν ο συντελεστής αρχικής κατακράτησης, γ₀, και του αντίστοιχου στάσιμης κατάστασης, γ_ss, κατά την προσρόφηση αέριου ΗCl σε επιφάνεια νανοσωματιδίων CaCO₃, υπό συνθήκες πολύ χαμηλής πίεσης (2 – 10 mTorr), σε ένα σύστημα συνεχούς ροής, εφοδιασμένο με έναν κατάλληλα τροποποιημένο αντιδραστήρα Knudsen (Kn-R). Η σύζευξη του Kn-R, με την τετραπολική φασματομετρία μαζών (Quadrupole Mass Spectrometry, QMS), ως τεχνική ανίχνευσης επιτρέπει την ταυτοποίηση και την ποσοτικοποίηση των προς κατακράτηση αερίων και των πιθανών πτητικών προϊόντων, σε πραγματικό χρόνο. Επίσης, από τη χρονική αποτύπωση και τη σχηματομορφή (time-profile) του φασματομετρικού σήματος, του προς μελέτη αερίου, κατά τη διαδικασία προσρόφησής/εκρόφησής του στο CaCO₃, δύναται να εξαχθούν σημαντικές μηχανιστικές πληροφορίες για τις διεργασίες και τα φαινόμενα που συντελούνται, όπως φυσιορρόφηση, διάχυση, διευθέτηση, χημειορρόφηση και εκρόφηση. Επιπλέον, διερευνήθηκε η ενδεχόμενη χημική μετατροπή του καλσίτη, κατά την αλληλεπίδρασή του με αέρια HCl και SO₂. Στο πλαίσιο αυτό διεξήχθησαν ανεξάρτητα πειράματα, με την τεχνική του στατικού θερμοστατούμενου αντιδραστήρα (Static Thermostated Reactor, STR), σε θερμοκρασιακό εύρος 240 – 296 K και πιέσεις μεταξύ 100 και 760 Torr, παρουσία και απουσία ελεγχόμενης συγκέντρωσης υδρατμών. Στα συγκεκριμένα πειράματα, δείγματα νανοσωματιδίων CaCO₃, εξετέθησαν για μεγάλα χρονικά διαστήματα (1 – 4 ημέρες), στα ανωτέρω αέρια και εν συνεχεία χαρακτηρίστηκαν με τις ex-situ τεχνικές της περίθλασης ακτίνων X (powder X-Ray Diffraction, p-XRD), της φασματοσκοπίας διασποράς ενέργειας ακτίνων Χ (Energy dispersive X-ray spectroscopy, EDS) και της φασματοσκοπίας φωτοηλεκτρονίων ακτίνων X (X-Ray Photoelectron Spectroscopy, XPS). Η συνδυαστική ανάλυση των αποτελεσμάτων, με τη χρήση των δύο τεχνικών, Kn-R και STR, κατέδειξε ότι η φυσιορρόφηση των εν λόγω αερίων ακολουθείται από διάχυση/διευθέτηση και χημειορρόφηση, με την τελευταία να οδηγεί σε μόνιμη χημική μετατροπή των σωματιδίων CaCO₃. Η τελευταία, πέρα από την επίδρασή της στη Χημεία της Στρατόσφαιρας αναμένεται να μεταβάλλει, επίσης, τις οπτικές ιδιότητες των σωματιδίων, επιδρώντας στο ισοζύγιο ακτινοβολίας της περιοχής. Η αξιοποίηση των αποτελεσμάτων της παρούσας εργασίας από κατάλληλα σχεδιασμένα φωτοχημικά μοντέλα προσομοίωσης της Στρατόσφαιρας, δύναται να συνδράμει στην πλήρη αποτίμηση της επίδρασης της εισαγωγής αερολύματος CaCO₃, στην Στρατόσφαιρα, ως μέτρο αντιστάθμισης της Υπερθέρμανσης του Πλανήτη και βάσει της καταλληλόλητάς τους, να παρέχουν στους αρμόδιους φορείς τις απαραίτητες πληροφορίες για την χάραξη πολιτικών χρήσης τους.

Φυσική περιγραφή

[vii], 142 φύλλα : πίν., σχήμ., εικ. (μερ. εγχρ.) ; 30 εκ.

Γλώσσα

Ελληνικά

Θέμα

Aerosol

Chemical transformation

Climate intervention

Stratosphere

Uptake

Αερόλυμα

Κλιματική παρέμβαση