المعادن الثقيلة (loid) من الأنشطة البشرية والطبيعية موجودة في كل مكان في الهواء والماء وبيئة التربة1. فهي ذات قدرة عالية على الحركة والسمية، مما يشكل خطرا صحيا محتملا على البشر عن طريق الاتصال المباشر أو عن طريق نقل السلسلة الغذائية2. الماء أمر حيوي لحياة البشر لأنه المادة الخام لكل أسرة. استعادة صحة المياه أمر بالغ الأهمية. لذلك ، من الأهمية بمكان تقليل التنقل والتوافر البيولوجي للمعادن الثقيلة السامة (loid) في الماء. للحفاظ على صحة جيدة في الماء ، تلعب مواد معالجة المياه ، مثل biochar والمواد القائمة على الحديد والزيوليت ، دورا أساسيا في شل أو إزالة المعادن الثقيلة (loid) من البيئات المائية3،4،5.
الزيوليت هي مواد بلورية للغاية مع مسام وقنوات فريدة من نوعها في هياكلها الكريستالية. وهي تتكون من TO4 رباعي السطوح (T هي الذرة المركزية ، وعادة ما تكون Si أو Al، أو P) متصلة بذرات O مشتركة. الشحنة السطحية السالبة والأيونات القابلة للتبادل في المسام تجعلها ممتزة شائعة لالتقاط الأيونات ، والتي تم استخدامها على نطاق واسع في معالجة المياه الملوثة بالمعادن الثقيلة والتربة. وبالاستفادة من هياكلها، تشمل آليات المعالجة المشاركة في إزالة الملوثات بواسطة الزيوليت بشكل رئيسي الترابط الكيميائي6 والتفاعل الكهروستاتيكي السطحي7 والتبادل الأيوني8.
يحتوي الزيوليت من نوع Faujasite (FAU) على مسام كبيرة نسبيا ، بقطر أقصى للمسام يبلغ 11.24 Å. يظهر كفاءة عالية وتطبيقات واسعة لإزالة الملوثات 9,10. في السنوات الأخيرة ، كرست أبحاث مكثفة لتطوير روتين أخضر ومنخفض التكلفة لتخليق الزيوليت ، مثل استخدام النفايات الصلبة الصناعية11 كمواد خام لتوفير مصادر السيليكون والألومنيوم ، أو اعتماد وصفات موجهة خالية من العوامل12. تشمل النفايات الصلبة الصناعية البديلة المبلغ عنها والتي يمكن أن تكون مصادر السيليكون والألومنيوم الفحم 13 ، والرماد المتطاير 11 ، والمناخل الجزيئيةللنفايات 14 ، ونفايات التعدين والمعادن 15 ، والتربة المهجورة هندسيا 8 ، والتربة الزراعية6 ، إلخ.
وهنا، اعتمدت التربة الحمراء، وهي مادة وفيرة وغنية بالسيليكون والألومنيوم يسهل الحصول عليها، كمادة خام، وتم تطوير نهج كيمياء خضراء سهلة لتخليق المواد الزيتوليت المركبة من نوع Fe2O3/FAU (الشكل 1). تم ضبط معلمات التوليف التفصيلية بدقة. وتظهر المادة المركبة قدرة عالية على التجميد لمعالجة المياه الملوثة بالمعادن الثقيلة. يجب أن تكون هذه الدراسة مفيدة للباحثين ذوي الصلة المهتمين بهذا المجال لاستخدام التربة كمادة خام لتوليف المواد البيئية.