In dieser Arbeit haben wir ein Adsorbensausbau aus dem kationischen N,N-Dimethylamino Propylacrylamid methylchlorid quaternary (DMAPAAQ) Polymergel und Eisenhydroxid zur Adsorbierung von Arsen aus grundwasser hergestellt. Das Gel wurde mit einer neuartigen Methode hergestellt, die den maximalen Gehalt an Eisenpartikeln in seiner Struktur gewährleisten soll.
Ein Abonnement von JoVE ist erforderlich, um diesen Inhalt anzuzeigen. Melden Sie sich an oder beginnen Sie noch heute mit einer kostenlosen Testphase.
Methodenartikel
Entfernung von Arsen mit einem kationischen Polymergel imprägniert mit Eisenhydroxid
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
In dieser Arbeit haben wir ein Adsorbensausbau aus einem kationischen Polymergel hergestellt, das Eisenhydroxid in seiner Struktur enthält, das Arsen aus dem Grundwasser adsorbieren soll. Das gel, das wir ausgewählt haben, war das N,N-Dimethylamino Propylacrylamid methylchlorid quaternary (DMAPAAQ) Gel. Ziel unserer Herstellungsmethode war es, den maximalen Gehalt an Eisenhydroxid in der Struktur des Gels zu gewährleisten. Dieser Designansatz ermöglichte die gleichzeitige Adsorption sowohl durch die Polymerstruktur des Gels als auch durch die Eisenhydroxidkomponente und verbesserte so die Adsorptionskapazität des Materials. Um die Leistung des Gels zu untersuchen, haben wir die Reaktionskinetik gemessen, pH-Empfindlichkeits- und Selektivitätsanalysen durchgeführt, die Arsenadsorptionsleistung überwacht und Regenerationsexperimente durchgeführt. Wir stellten fest, dass das Gel einen Chemisorptionsprozess durchläuft und das Gleichgewicht bei 10 h erreicht. Darüber hinaus adsorbierte das Gel Arsen effektiv bei neutralem pH-Wert und selektiv in komplexen Ionenumgebungen und erreichte ein maximales Adsorptionsvolumen von 1,63 mM/g. Das Gel könnte mit 87,6% Wirkungsgrad regeneriert werden und NaCl könnte für Desorption anstelle von schädlichen NaOH verwendet werden. Zusammengenommen ist die vorgestellte gelbasierte Designmethode ein effektiver Ansatz für die Konstruktion von Hochleistungs-Arsenadsorbentien.
Einleitung
Die Wasserverschmutzung ist ein großes Umweltproblem und motiviert die Forscher, Methoden zur Entfernung von Schadstoffen wie Arsen aus dem Abfallwassende1zu entwickeln. Unter allen gemeldeten Methoden sind Adsorptionsprozesse ein relativ kostengünstiger Ansatz für die Schwermetallentfernung2,3,4,5,6,7. Eisenoxyhydroxid pulvergelten als eines der effizientesten Adsorbentien für die Extraktion von Arsen aus wässrigen Lösungen8....
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Protokoll
VORSICHT: Arsen ist extrem giftig. Bitte verwenden Sie während des Experiments jederzeit Handschuhe, Langarmkleidung und eine experimentelle Brille, um jeglichen Kontakt von Arsenlösung mit Haut und Augen zu verhindern. Wenn Arsen mit einem Teil Ihres Körpers in Kontakt kommt, waschen Sie es sofort mit Seife. Bitte reinigen Sie die experimentelle Umgebung regelmäßig, damit Sie und andere nicht mit Arsen in Berührung kommen, auch wenn das Experiment nicht durchgeführt wird. Die Symptome einer Arsenexposition können nach einer langen Zeit auftreten. Vor der Reinigung der Anlage zuerst mit sauberem Wasser abspülen und das Wasser separat in einen für Arsen bestimmten Vers....
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Ergebnisse
Abbildung 1 beschreibt den Versuchsaufbau zur Herstellung des DMAPAAQ+FeOOH Gels. Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzungen der Materialien, die an der Herstellung des Gels beteiligt sind.
Abbildung 2 zeigt das Verhältnis der Kontaktzeit mit der Adsorption von Arsen durch das DMAPAAQ+FeOOH Gel. In der Abbildung wurde die Höhe der Adsorption von Arsen bei 0,.......
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Diskussion
Die Wichtigste Weiterentwicklung unserer entwickelten Methode ist die einzigartige Designstrategie des Gel-Composites. Der Zweck unserer Gelaufbereitungsmethode war es, den Eisengehalt im Gel zu maximieren. Während der Vorbereitung haben wir FeCl3 und NaOH der "Initiatorlösung" bzw. der "Monomerlösung" hinzugefügt. Nachdem die Monomerlösung mit der Initiatorlösung vermischt wurde, gab es eine Reaktion zwischen FeCl3 und NaOH, die FeOOH im Gel produzierte. Dieses Phänomen sorgte für einen maximalen E.......
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Offenlegungen
Die Autoren haben nichts zu verraten.
Danksagungen
Diese Forschung wurde von der JSPS KAKENHI Grant Number (26420764, JP17K06892) unterstützt. Der Beitrag des Ministeriums für Land, Infrastruktur, Verkehr und Tourismus (MLIT), Regierung von Japan im Rahmen des "Bautechnologie-Forschungs- und Entwicklungsförderprogramms" zu dieser Forschung wird ebenfalls anerkannt. Wir würdigen auch den Beitrag von Herrn Kiyotaka Senmoto zu dieser Forschung. Frau Adele Pitkeathly, Senior Writing Advisor Fellow vom Writing Center der Hiroshima University, ist ebenfalls für englische Korrekturen und Vorschläge bekannt. Diese Forschung wurde für die mündliche Präsentation in der 7. IWA-Aspire Konferenz, 2017 und Wasser- und U....
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| N,N" -Dimethylaminopropylacrylamid, Methylchlorid quartär (DMAPAAQ) (75 % in H2O) | KJ Chemicals Corporation, Japan | 150707 | |
| N,N" -Methylenbisacrylamid (MBAA) | Sigma-Aldrich, USA | 1002040622 | |
| Natriumsulfit (Na2SO3) | Nacalai Tesque, Inc., Japan | 31922-25 | |
| Natriumsulfat (Na2SO4) | Nacalai Tesque, Inc., Japan | 31916-15 | |
| Dinatriumhydrogenarsenat-Heptahydrat(Na2HAsO4.7H20) | Nacalai Tesque, Inc., Japan | 10048-95-0 | |
| Eisenchlorid(FeCl3) | Nacalai Tesque, Inc., Japan | 19432-25 | |
| Natriumhydroxid (NaOH) | Kishida Chemicals Corporation, Japan | 000-75165 | |
| Ammonium Peroxodisulfat (APS) | Kanto Chemical Co. Inc., Japan | 907W2052 | |
| Salzsäure (HCl) | Kanto Chemical Co. Inc., Japan | 18078-01 | |
| Natriumchlorid (NaCl) | Nacalai Tesque, Inc., Japan | 31320-05 |
Referenzen
- 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....
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Nachdrucke und Genehmigungen
