إزالة الزرنيخ باستخدام جل البوليمر الموجبة مشربة مع هيدروكسيد الحديد

المزايا الرئيسية لهذا الإجراء هي أن هلام الامتزاز انتقائي الزرنيخ من المياه الجوفية في تركيزات الزرنيخ أعلى من التقنيات الأخرى ويمكن تجديد الجل. إن عرض هذه الطريقة أمر بالغ الأهمية لأن إعداد الجل وتجارب الامتصاص يحتاج إلى تصور لتكرار التجارب. يوجد الزرنيخ في المياه الجوفية لأكثر من 20 بلدا.

ويمكن توسيع نطاق تأثير هذه التقنية على التحدي المتمثل في إزالة الزرنيخ من المياه الملوثة. ويمكن أيضاً تطبيق هذه الطريقة على معالجة النفايات الصناعية السائلة الملوثة بالزرنيخ. عند تجربة هذه التقنية لأول مرة، اتبع الاحتياطات بدقة في جميع الأوقات.

قد يكون تشكيل كتلة هلام تحديا إذا لم يتم خلط الحلول بشكل صحيح ومتناسب. الجافة اثنين من 20 ملليلتر قياس قوارير واثنين من 20 ملليمتر من القارور مجهزة قضبان ضجة المغناطيسي. نقل 4.13 غرام من DMAPAAQ، 0.31 غرام من N، N'prime methylenebisacrylamide، 0.5 غرام من كبريتيت الصوديوم، و 3.36 غرام من هيدروكسيد الصوديوم إلى كوب واحد 20 ملليلتر.

حل المحلول كليا في الماء المقطر كما المذيبات، واثارة لمدة 30 دقيقة مع شريط ضجة المغناطيسي. نقل الخليط من القارض إلى قارورة قياس 20 ملليلتر واحد، وإضافة الماء المقطر لتوليد محلول 20 ملليلتر. تسمية الحل كحل أحادي.

وبالمثل، خذ 0.54 غراماً من بيروكسوديسلفات الأمونيوم و7.57 غراماً من كلوريد الحديد في بيكنر 20 ملليلتر آخر. يُحلّ المحلّل تماماً في الماء المقطر، ويُحرّكه لمدّة 30 دقيقة مع بار ممغنطّ. نقل الخليط من القارش إلى آخر 20 ملليلتر قياس قارورة.

وإضافة الماء المقطر ليؤلف حل 20 ملليلتر. تسمية الحل كحل البادئ. بعد إعداد الإعداد التجريبي كما رسم تخطيطي في بروتوكول النص، نقل الحلول إلى مسارل فصل 20 ملليلتر.

اطهر الحلول باستخدام غاز النيتروجين لمدة 30 دقيقة. اخلط الحلول معًا، وحركها في أنبوب اختبار 50 ملليلتر مع مُحرك كهربائي. ثم ضع الخليط في مبرد يحافظ عليه عند 10 درجات مئوية لمدة أربع ساعات.

أخرج كتلة الجل من أنبوب الاختبار ووضعها على لوحة قطع مسطحة. الحصول على كتلة هلام في شكل مكعب خمسة ملليمترات في الطول. نقع شرائح هلام مع المياه الأيونية لمدة 24 ساعة لإزالة الشوائب.

في اليوم التالي، نشر شرائح هلام على طبق بيتري وتجفيفها في درجة حرارة الغرفة لمدة 24 ساعة. ضع طبق بيتري مع شرائح الجل في الفرن عند درجة حرارة 50 درجة مئوية لمدة 24 ساعة. الجافة خمسة 40 ملليلتر حاويات بلاستيكية.

ثم، وقياس ووضع 20 ملليغرام من هلام المجفف في كل حاوية بلاستيكية 40 ملليلتر. إضافة 40 ملليلتر من الصوديوم الهيدروجين ارنيخ heptahydrate حل لكل حاوية بتركيز مختلف. إبقاء الحاويات في المحرك في 20 درجة مئوية و 120 دورة في الدقيقة لمدة 24 ساعة.

جمع عينة خمسة ملليلتر من كل حاوية ووضعها في أنبوب من البلاستيك باستخدام ماصة صغيرة. قياس مستويات الزرنيخ التوازن في الحلول باستخدام الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء، أو HPLC. استخدم عمود تحليلي 4 في 200 مليمتر، وعمود حراسة من أربعة في 50 ملليمتر، وواكمم أربعة ملليمترات.

لتحليل الامتزاز، إضافة 20 ملليغرام من هلام المجففة إلى وعاء من البلاستيك المجفف 40 ملليلتر. ثم، إضافة 40 ملليلتر من 0.2 ميليمولار الصوديوم الهيدروجين ارسينيت محلول heptahydrate للحاوية. إبقاء الحاوية في المحرك في 20 درجة مئوية و 120 دورة في الدقيقة لمدة 24 ساعة.

ثم، جمع عينة خمسة ملليلتر في أنبوب من البلاستيك باستخدام ماصة صغيرة. تقييم مستوى الزرنيخ التوازن في الحل باستخدام HPLC كما كان من قبل. لتنظيف الجل، أولا الحصول على منخل شبكة.

جمع بعناية قطعة هلام الهشة، واحد في وقت واحد بحيث لا كسر، ووضعها في غربال شبكة. اغسل الجل لمدة لا تقل عن خمس مرات ، باستخدام الماء الأيوني ، بحيث يتم غسل أي الزرنيخ المتبقي على سطح الجل. لتحليلات desorption، نقل بعناية قطع هلام الهشة في وعاء من البلاستيك المجفف 40 ملليلتر.

إضافة 40 ملليلتر من محلول كلوريد الصوديوم 0.5 المولر إلى الحاوية. إبقاء الحاوية في المحرك في 20 درجة مئوية و 120 دورة في الدقيقة لمدة 24 ساعة. جمع عينة خمسة ملليلتر في أنبوب من البلاستيك باستخدام ماصة صغيرة، وتقييم مستوى الزرنيخ التوازن في الحل باستخدام HPLC كما كان من قبل.

كرر العملية لثماني دورات كاملة، مع كل دورة بما في ذلك جولتين من خطوات تحليل الامتصاص و desorption، مفصولة خطوات تنظيف هلام. تم رسم كمية امتصاص الزرنيخ بواسطة جل البوليمر الموجب الذي يحتوي على هيدروكسيد الحديد بتركيزات مختلفة من الزرنيخ. وتبين النتائج أن أقصى قدرة على امتصاص الزرنيخ للجل كانت 1.36 ملليمول لكل غرام.

وتنسجم البيانات مع نموذج الـ Langmuir isotherm. تم فحص الامتزاز الانتقائي للزرنيخ مع أنيون كبريتات متعايش. تظهر النتائج أنه حتى لو كان أنيون كبريتات موجود في محلول الجل ، فإن DMAPAAQ بالإضافة إلى أكسيد الحديد الممتزاز الزرنيخ بشكل انتقائي بسبب مكونات أكسيد الحديد في بنية الجل.

تم فحص قابلية استخدام الجل لمدة ثمانية أيام متواصلة باستخدام محلول الزرنيخ للامتزاز وكلوريد الصوديوم لعمليات الاحتياز. تم حساب كفاءة التجديد بنسبة 87.6٪من كفاءة التجديد من بيانات الامتزاز في اليوم الأول واليوم السابع. الزرنيخ خطير للغاية.

يرجى استخدام القفازات والملابس ذات الأكمام الطويلة والنظارات الواقية التجريبية في جميع الأوقات أثناء التجربة لمنع أي اتصال بمحلول الزرنيخ مع الجلد والعينين.