Хитозан

Aug 02, 2023

Том 13 научных докладов, номер статьи: 6050 (2023) Цитировать эту статью

722 доступа

1 Альтметрика

Подробности о метриках

С целью очистки опасных промышленных сточных вод были получены магнитные наносорбенты на основе хитозана (ТПП-ЦМН и В-ЦМН), модифицированные триполифосфатом натрия (ТФП) и ванилином (В), а также изучены физические и поверхностные свойства обоих наносорбентов. были охарактеризованы. Результаты FE-SEM и XRD показали, что средний размер магнитных наночастиц Fe3O4 составляет от 6,50 до 17,61 нм. Была проведена система измерения физических свойств (PPMS), и намагниченность насыщения для хитозана, наночастиц Fe3O4, TPP-CMN и V-CMN составила 0,153, 67,844, 7,211 и 7,772 эму.г-1 соответственно. С помощью многоточечного анализа установлено, что площади поверхности по БЭТ синтезированных наносорбентов ТПП-ЦМН и В-ЦМН составляют 8,75 и 6,96 м2/г соответственно. Синтезированные ТПП-ЦМН и В-ЦМН были исследованы как эффективные наносорбенты для поглощения ионов Cd(II), Co(II), Cu(II) и Pb(II), результаты исследованы методом ААС. Процесс адсорбции тяжелых металлов исследовали методом периодического равновесия, значения сорбционной емкости ионов Cd(II), Co(II), Cu(II) и Pb(II) методом ТПП-ЦМН составили 91,75, 93,00, 87,25 и 99,96 мг/г. По V-CMN значения составили 92,5, 94,00, 88,75 и 99,89 мг/г соответственно. Установлено, что равновесное время адсорбции составляет 15 минут для наносорбентов ТПП-ЦМН и 30 минут для наносорбентов В-ЦМН. Для понимания механизма адсорбции были изучены изотермы адсорбции, кинетика и термодинамика. Кроме того, была изучена адсорбция двух синтетических красителей и двух реальных образцов сточных вод и получены значительные результаты. Простота синтеза этих наносорбентов, высокая сорбционная способность, превосходная стабильность и возможность повторного использования могут обеспечить высокоэффективные и экономически выгодные наносорбенты для очистки сточных вод.

В последнее время окружающая среда стала агрессивной, создавая угрозу здоровью и благополучию людей в результате выбросов токсинов промышленными предприятиями и сточных вод из городов. Сточные воды, сбрасываемые такими предприятиями, как кожевенные, обувные и кожевенные, гальванические, лакокрасочные и текстильные предприятия, при добавлении в городские сточные воды могут загрязнять поверхностные водоемы, используемые для питья и мытья, через каналы, реки и поверхностные стоки1,2. Тяжелые металлы, по данным Fu et al. имеют удельный вес более 5 и атомный вес от 63,5 до 200,63. Тяжелые металлы, наиболее часто встречающиеся в нашей окружающей среде, — это кадмий (Cd), хром (Cr), медь (Cu), кобальт (Co), никель (Ni), цинк (Zn), марганец (Mn) и свинец (Pb). . Они имеют свойство накапливаться в окружающей среде, они нестабильны и зачастую токсичны, поэтому представляют угрозу для всего живого4. Тяжелые металлы, опасные соединения и красители изобилуют промышленными выбросами. Тяжелые металлы считаются наиболее опасными из-за их способности накапливаться в организме человека и вызывать серьезные заболевания и физические проблемы.

В последнее время предложено множество методов удаления тяжелых металлов и красителей из воды, включая химическое осаждение, ионный обмен, адсорбцию, мембранную фильтрацию, фотокаталитическое разложение и электрохимические технологии3,4,5,6,7. Адсорбция среди этих подходов обеспечивает гибкость в проектировании и эксплуатации, при этом во многих случаях производя высококачественные очищенные сточные воды. Так, различные адсорбенты, такие как наночастицы, нанотрубки, активированный уголь и т. д., в последнее время используются в экспериментах по очистке сточных вод многими исследователями8,9,10,11,12,13. Иногда адсорбенты также можно обновить с помощью соответствующего процесса десорбции14. Благодаря своим уникальным магнитным характеристикам, нетоксичности, биосовместимости и относительно низкой стоимости производства, наночастицы феррита привлекли большое внимание за последнее десятилетие, что позволяет использовать их в различных приложениях15. Магнитные наночастицы теперь жизненно важны для будущего наномедицины, поскольку они могут переносить и нацеливать лекарства, а также транспортировать агенты визуализации к своим целям; их также можно использовать в экологических целях16,17,18,19. Их поверхности можно функционализировать с помощью органических соединений, таких как полимеры, что придает магнитным наночастицам новые возможности.