في هذا العمل، قمنا بإعداد ممتز يتكون من N الموجبة، N-dimethylamino بروبيلاكريلاميد ميثيل كلوريد رباعي (DMAPAAQ) هلام البوليمر وهيدروكسيد الحديد لامتصاص الزرنيخ من المياه الجوفية. تم إعداد الجل من خلال طريقة جديدة مصممة لضمان أقصى محتوى لجزيئات الحديد في هيكلها.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
إزالة الزرنيخ باستخدام جل البوليمر الموجبة مشربة مع هيدروكسيد الحديد
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
في هذا العمل، قمنا بإعداد ممتز يتكون من هلام البوليمر الموجبة التي تحتوي على هيدروكسيد الحديد في هيكلها مصممة لامتصاص الزرنيخ من المياه الجوفية. وكان هلام اخترنا N،N-ثنائي ميثيل أمينو بروبيريلاكريلاميد كلوريد الميثيل رباعي (DMAPAAQ) هلام. وكان الهدف من طريقة إعداد لدينا لضمان الحد الأقصى لمحتوى هيدروكسيد الحديد في هيكل هلام. هذا النهج التصميم تمكين الامتزاز في وقت واحد من قبل كل من هيكل البوليمر من هلام وعنصر هيدروكسيد الحديد، وبالتالي، وتعزيز قدرة الامتزاز من المواد. لفحص أداء الجل، قمنا بقياس حركية التفاعل، وقمنا بتحليلات حساسية درجة الحموضة والانتقائية، وراقبنا أداء الامتزاز بالزرنيخ، وأجرينا تجارب تجديد. قررنا أن الجل يخضع لعملية تشيميزوربتيون ويصل إلى التوازن في 10 ساعة. وعلاوة على ذلك، فإن الزرنيخ الهلامي الامتزاز بشكل فعال عند مستويات درجة الحموضة المحايدة وبشكل انتقائي في بيئات أيون معقدة، محققاً أقصى حجم الامتزاز قدره 1.63 مليون متر/غرام. ويمكن تجديد هلام مع كفاءة 87.6٪ ويمكن استخدام هاكل لdesorption بدلا من هيدروكسيد الصوديوم الضارة. إذا ما أُخذت معاً، فإن طريقة التصميم المستندة إلى الجل هي نهج فعال لبناء ممتزات الزرنيخ عالية الأداء.
المقدمة
تلوث المياه هو مصدر قلق بيئي كبير، وتحفيز الباحثين على تطوير أساليب لإزالة الملوثات مثل الزرنيخ من النفايات1. من بين جميع الطرق المبلغ عنها، وعمليات الامتزاز هينهج منخفض التكلفة نسبيا لإزالة المعادن الثقيلة 2،3،4،5،6،7. تعتبر مساحيق أوكسي هيدروكسيد الحديد واحدة من أكثر المواد الممتزة كفاءة لاستخراج الزرنيخ من الحلول المائية8،9. ومع ذلك، فإن هذه المواد تعاني من عدد من العيوب، بما في ذلك أوقات....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تحذير: الزرنيخ سام للغاية. يرجى استخدام القفازات، والملابس طويلة الأكمام، ونظارات تجريبية في جميع الأوقات خلال التجربة لمنع أي اتصال محلول الزرنيخ مع الجلد والعينين. إذا كان الزرنيخ على اتصال مع أي جزء من الجسم، وغسله على الفور مع الصابون. بالإضافة إلى ذلك، يرجى تنظيف المناطق المحيطة التجريبية بانتظام بحيث لا تتصل أنت والآخرين بالزرنيخ، حتى عندما لا يتم إجراء التجربة. قد تظهر أعراض التعرض للزرنيخ بعد فترة طويلة من الزمن. قبل تنظيف المعدات، اشطفها أولابالماء النظيف وتتخلص من المياه بشكل منفصل في حاوية نفايات تجريبية مخصصة للزرنيخ. ثم، وتنظيف المعدات جيدا مع المنظفات. لمنع تلوث البيئة بالزرنيخ، اتخاذ الاحتياطات اللازمة أثناء التخلص من عينات الزرنيخ. التخلص منها بشكل منف....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
يصف الشكل 1 الإعداد التجريبي لإعداد جل DMAPAAQ+FeOOH. ويوضح الجدول 1 تركيبات المواد التي ينطوي عليها إعداد الجل.
ويبين الشكل 2 علاقة وقت الاتصال بامتصاص الزرنيخ بواسطة جل DMAPAAQ+FeOOH. وفي هذا الرقم، تم فحص كمية امتصاص الزرنيخ في 0.5 و1 و3 و7 و11 و24 و48 ح. وتبين النتائج أن امتصاص الزرنيخ يصل إلى توازنه بعد 10 ساعة، وبعد 24 ساعة من الامتزاز، تم الكشف ع.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
التقدم الرئيسي لطريقة لدينا المتقدمة هي استراتيجية تصميم فريدة من نوعها من مركب هلام. وكان الغرض من طريقة إعداد هلام لدينا لتحقيق أقصى قدر من محتوى الحديد في هلام. خلال الإعداد، أضفنا FeCl3 وNaOH إلى "الحل البادئ" و "حل مونومر"، على التوالي. مرة واحدة تم خلط حل مونومر مع الحل البادئ، كان هناك رد فعل بين FeCl3 وNaOH، وإنتاج FeOOH داخل هلام. هذه الظاهرة ضمان أقصى محتوى الحديد في مركب هلام. على الرغم من مزايا هذه الطريقة، لا يشكل الجل في ظل الظروف التالية: 1) عندما لا يتم خلط الحلول بشكل كامل. 2) عندما.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
وليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.
شكر وتقدير
وقد تم دعم هذا البحث من قبل JSPS KAKENHI رقم المنحة (26420764، JP17K06892). كما يُعترف بمساهمة وزارة الأراضي والهياكل التحتية والنقل والسياحة، حكومة اليابان في إطار "برنامج دعم البحث والتطوير في مجال تكنولوجيا التشييد" في هذا البحث. ونعترف أيضا بمساهمة السيد كيوتاكا سينموتو في هذا البحث. كما تم الإقرار بالسيدة أديل بيتكياثلي، زميلة استشارية أقدم في الكتابة من مركز الكتابة بجامعة هيروشيما، وللتصحيحات والاقتراحات المتعلقة باللغة الإنجليزية. تم اختيار هذا البحث للعرض الشفوي في المؤتمرالسابع للإيوا-أسباير، 2017 ومؤتمر تكنولوجيا المياه والبيئة، 2018.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| <م > ن ، ن < / em>-ثنائي ميثيل أمينو بروبيلاكريلاميد ، كلوريد الميثيل الرباعي (DMAPAAQ) (75٪ في H2< / sub>O) | KJ Chemicals Corporation ، اليابان | 150707 | |
| N ، N' < / em>-الميثيلين ثنائي الساكريلاميد (MBAA) | سيجما ألدريتش ، الولايات المتحدة الأمريكية | 1002040622 | |
| كبريتيت الصوديوم (Na 2< / sub>SO3< / sub>) | Nacalai Tesque، Inc. ، اليابان | 31922-25 | |
| كبريتات الصوديوم (Na 2< / sub>SO4< / sub>) | Nacalai Tesque، Inc. ، اليابان | 31916-15 | |
| ثنائي هيدروجين هيدروجينارسينات هيبتاهيدرات (Na 2< / sub>HAsO4< / sub>.7H 2< / sub>0) | Nacalai Tesque، Inc. ، اليابان | 10048-95-0 | |
| كلوريد الحديديك (FeCl 3< / sub>) | Nacalai Tesque، Inc. ، اليابان | 19432-25 | |
| هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) شركة | كيشيدا للكيماويات ، اليابان | 000-75165 | |
| الأمونيوم بيروكسودي كبريتات (APS) | كانتو للكيماويات ، اليابان | 907W2052 | |
| حمض الهيدروكلوريك (حمض الهيدروكلوريك) شركة | كانتو للكيماويات ، اليابان | 18078-01 | |
| كلوريد الصوديوم (كلوريد الصوديوم) شركة | Nacalai Tesque، Inc. ، اليابان | 31320-05 |
المراجع
- Oremland, R. S., Stolz, J. F. The Ecology of Arsenic. Science. 300 (5621), 939-944 (2003).
- Bibi, I., Icenhower, J., Niazi, N. K., Naz, T., Shahid, M., Bashir, S. Chapter 21 - Clay Minerals: Structure, Chemistry, and Significance in Contami....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
الوسوم
