키토산

May 06, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 6050(2023) 이 기사 인용

736 액세스

1 알트메트릭

측정항목 세부정보

유해산업폐수 처리를 고려하여 삼폴리인산나트륨(TPP)과 바닐린(V)으로 개질된 키토산 기반 자성나노흡착제(TPP-CMN 및 V-CMN)를 제조하였고, 두 나노흡착제의 물리적 및 표면특성을 조사하였다. 특징지어졌다. FE-SEM과 XRD 결과는 Fe3O4 자성 나노입자의 평균 크기가 6.50~17.61nm인 것으로 나타났습니다. 물리적 특성 측정 시스템(PPMS)을 수행한 결과 키토산, Fe3O4 나노입자, TPP-CMN 및 V-CMN의 포화 자화는 각각 0.153, 67.844, 7.211 및 7.772 emu.g−1이었습니다. 다점 분석을 사용하여 합성된 TPP-CMN 및 V-CMN 나노 흡착제의 BET 표면적은 각각 8.75 및 6.96m2/g인 것으로 나타났습니다. 합성된 TPP-CMN 및 V-CMN은 Cd(II), Co(II), Cu(II) 및 Pb(II) 이온을 흡수하는 효과적인 나노흡착제로서 조사되었으며, 그 결과는 AAS에 의해 조사되었다. 중금속의 흡착과정을 배치평형기법으로 조사한 결과, TPP-CMN에 의한 Cd(II), Co(II), Cu(II), Pb(II) 이온의 흡착능 값은 91.75, 93.00, 87.25 및 99.96 mg/g. V-CMN에 의한 값은 각각 92.5, 94.00, 88.75 및 99.89 mg/g이었습니다. 흡착 평형 시간은 TPP-CMN의 경우 15분, V-CMN 나노흡착제의 경우 30분인 것으로 나타났습니다. 흡착 메커니즘을 이해하기 위해 흡착 등온선, 동역학, 열역학을 연구했습니다. 또한 두 가지 합성 염료와 두 가지 실제 폐수 샘플의 흡착을 연구하여 중요한 결과를 얻었습니다. 이러한 나노 흡착제의 간단한 합성, 높은 흡착 능력, 우수한 안정성 및 재활용성은 폐수 처리를 위한 매우 효율적이고 비용 효과적인 나노 흡착제를 제공할 수 있습니다.

최근 산업계에서 배출되는 독소와 도시에서 배출되는 하수로 인해 환경이 적대적으로 변해 인간의 건강과 복지에 위협이 되고 있습니다. 제혁소, 신발, 가죽, 전기도금, 페인트, 직물과 같은 산업에서 배출되는 폐수를 도시 하수에 추가하면 운하, 강, 지표 유출수를 통해 식수 및 세탁에 사용되는 지표수를 오염시킬 수 있습니다1,2. Fu 등의 연구에 따르면 중금속. 비중은 5보다 크고 원자량은 63.5에서 200.63 사이입니다. 우리 환경에서 가장 흔히 발견되는 중금속은 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 구리(Cu), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 망간(Mn) 및 납(Pb)입니다. . 이들은 환경에 축적되는 경향이 있고 불안정하며 종종 독성이 있어 모든 생물체에 위협이 됩니다4. 산업 배출물에는 중금속, 유해 화합물 및 염료가 풍부합니다. 중금속은 인체에 축적되어 심각한 질병과 신체적 문제를 일으킬 가능성이 있기 때문에 가장 위험한 것으로 간주됩니다.

최근 화학적 침전, 이온 교환, 흡착, 막 여과, 광촉매 분해 및 전기화학 기술을 포함하여 물에서 중금속 및 염료를 제거하는 많은 방법이 제안되었습니다3,4,5,6,7. 이러한 접근법 중 흡착은 설계 및 운영에 유연성을 제공하는 동시에 다양한 상황에서 고품질 처리된 폐수를 생성합니다. 따라서 최근 나노입자, 나노튜브, 활성탄 등과 같은 다양한 흡착제가 많은 연구자에 의해 폐수 처리 실험에 사용되었습니다8,9,10,11,12,13. 때로는 적절한 탈착 과정을 통해 흡착재를 재생시킬 수도 있습니다14. 독특한 자기 특성, 무독성, 생체 적합성 및 상대적으로 저렴한 제조 비용으로 인해 페라이트 나노 입자는 지난 10년 동안 많은 주목을 받아 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있었습니다15. 자성 나노입자는 약물을 운반하고 표적화할 수 있을 뿐만 아니라 이미징 에이전트를 표적에 전달할 수 있기 때문에 이제 나노 의학의 미래에 필수적입니다. 환경 응용 분야에도 사용할 수 있습니다16,17,18,19. 표면은 폴리머와 같은 유기 화합물을 사용하여 기능화되어 자성 나노입자에 새로운 기능을 제공할 수 있습니다.

Co > Cd > Cu) indicates the potential selectivity of TPP-CMN and V-CMN for Cd (II), Co (II), Cu (II) and Pb (II) ions./p>

Co (II) > Cd (II) > Cu (II). Yet removal rates were at or near 90% in every case, far better than any published results found from experiments to remove these metals or ions. This may be attributed to the nature of the metals and the adsorbent materials. A small amount (~1.0 g/L) of the synthesised nano-sorbents was used to obtain these comparatively good results. This might be due to the large number of active sites on the sorbent surface, to which the heavy metal ions are attached by chemical bonding. Recycling the nano-sorbents showed a high adsorption rate (> 80%) was maintained even after recycling the TPP-CMN and V-CMN up to four times. The adsorption equilibrium study for TPP-CMN confirmed the expectations of the Freundlich isotherm model best, while the Langmuir model was found to be a better predictor of V-CMN results. The pseudo-second-order kinetic model was the better predictor of the kinetics of the adsorption processes. The thermodynamic parameters showed an exothermic reaction that became more and more orderly during the adsorption process at the nano-sorbents/metal-solution interface. Finally, the as-prepared nano-sorbents may be effective at removing other metal ions, such as Cr (II), Zn (II), Mn (II), As (II), etc., and also have a high capacity for organic pollutant adsorption./p>

이전의: UHC 방사선 기술 대학 졸업식 다음: 실제 레이더 범위 CRT는 ADS를 사용하여 항공편을 표시합니다.

문의 보내기

보내다