Eliminación del arsénico utilizando un gel de polímero catiónico impregnado con hidróxido de hierro

Las principales ventajas de este procedimiento son que el gel absorbe selectivamente el arsénico de las aguas subterráneas a concentraciones de arsénico más altas que las otras técnicas y el gel se puede regenerar. La demostración de este método es crítica porque la preparación del gel y los experimentos de absorción deben visualizarse para replicar los experimentos. El arsénico se encuentra en las aguas subterráneas de más de 20 países.

La implicación de esta técnica se puede extender hacia el desafío de eliminar el arsénico del agua contaminada. Este método también se puede aplicar al tratamiento de efluentes industriales contaminados con arsénico. Al probar esta técnica por primera vez, siga las precauciones estrictamente en todo momento.

La formación del bloque de gel puede ser difícil si las soluciones no se mezclan correctamente y proporcionalmente. Seque dos matraces de medición de 20 mililitros y dos vasos de 20 mililitros equipados con barras de agitación magnéticas. Transfiera 4,13 gramos de DMAPAAQ, 0,31 gramos de N, metilenbisacrilamida N'prime, 0,5 gramos de sulfito de sodio y 3,36 gramos de hidróxido de sodio a un vaso de precipitados de 20 mililitros.

Disolver la solución completamente en agua destilada como disolvente, revolviéndola durante 30 minutos con la barra de agitación magnética. Transfiera la mezcla del vaso de precipitados a un matraz de medición de 20 mililitros y agregue agua destilada para generar una solución de 20 mililitros. Etiquete la solución como la solución monómero.

Del mismo modo, tomar 0,54 gramos de peroxodisulfato de amonio y 7,57 gramos de cloruro de hierro en otro vaso de 20 mililitros. Disolver la solución completamente en agua destilada, revolviéndola durante 30 minutos con una barra de agitación magnética. Transfiera la mezcla del vaso de precipitados a otro matraz de medición de 20 mililitros.

Y agregue agua destilada para componer una solución de 20 mililitros. Etiquete la solución como la solución del iniciador. Después de preparar la configuración experimental como se diagrama en el protocolo de texto, transfiera las soluciones a los respectivos embudos de separación de 20 mililitros.

Purgar las soluciones con gas nitrógeno durante 30 minutos. Mezcle las soluciones y revuelva en un tubo de ensayo de 50 mililitros con un agitador eléctrico. A continuación, coloque la mezcla en un enfriador mantenido a 10 grados centígrados durante cuatro horas.

Saque el bloque de gel del tubo de ensayo y colóquelo en una tabla de cortar plana. Consiga el bloque de gel en una forma cúbica de cinco milímetros de longitud. Remoje las rodajas de gel con agua desionizada durante 24 horas para eliminar las impurezas.

Al día siguiente, esparce las rodajas de gel en un plato de Petri y sécalos a temperatura ambiente durante 24 horas. Coloque el plato Petri con las rodajas de gel en el horno a 50 grados Centígrados durante 24 horas. Seque cinco recipientes de plástico de 40 mililitros.

Luego, mida y coloque 20 miligramos de gel seco en cada recipiente de plástico de 40 mililitros. Añadir 40 mililitros de solución de heptahidrato de arsenato de hidrógeno disódico a cada recipiente a una concentración diferente. Mantenga los recipientes en el agitador a 20 grados Centígrados y 120 RPM durante 24 horas.

Recoger una muestra de cinco mililitros de cada recipiente y colocar en un tubo de plástico con una micro pipeta. Mida los niveles de arsénico de equilibrio en las soluciones utilizando cromatografía líquida de alto rendimiento o HPLC. Utilice una columna analítica de cuatro por 200 milímetros, una columna de protección de cuatro por 50 milímetros y un supresor de cuatro milímetros.

Para el análisis de adsorción, añadir 20 miligramos de gel seco a un recipiente de plástico seco de 40 mililitros. A continuación, añada 40 mililitros de una solución de heptahidrato de arsenato de hidrógeno disódico de 0,2 mililitrolares al recipiente. Conservar el recipiente en el agitador a 20 grados centígrados y 120 RPM durante 24 horas.

A continuación, recoja una muestra de cinco mililitros en un tubo de plástico con una pipeta micro. Evalúe el nivel de arsénico de equilibrio en la solución utilizando HPLC como antes. Para limpiar el gel, primero obtenga un tamiz de malla.

Recoja cuidadosamente las piezas de gel frágiles, una a la vez para que no se rompan, y colóquelas en el tamiz de malla. Lavar el gel durante un mínimo de cinco veces, utilizando agua desionizada, para que cualquier arsénico restante en la superficie del gel se lave. Para análisis de desorción, transfiera cuidadosamente las piezas de gel frágiles a un recipiente de plástico seco de 40 mililitros.

Añadir 40 mililitros de una solución de cloruro sódico molar 0,5 al recipiente. Conservar el recipiente en el agitador a 20 grados centígrados y 120 RPM durante 24 horas. Recoja una muestra de cinco mililitros en un tubo de plástico utilizando una pipeta micro y evalúe el nivel de arsénico de equilibrio en la solución utilizando HPLC como antes.

Repita el proceso durante ocho ciclos completos, con cada ciclo incluyendo dos rondas de los pasos de los análisis de absorción y desorción, separados por pasos de limpieza de gel. La cantidad de absorción de arsénico por el gel de polímero catiónico que contiene hidróxido de hierro se estableció en diferentes concentraciones de arsénico. Los resultados muestran que la capacidad máxima de adsorción de arsénico del gel fue de 1,36 milimones por gramo.

Los datos se ajustan al modelo isoterm de Langmuir. La adsorción selectiva del arsénico se examinó con anión de sulfato coexisto. Los resultados muestran que incluso si el anión de sulfato estaba presente en la solución de gel, DMAPAAQ más óxido de hierro adsorbido arsénico selectivamente debido a los componentes de óxido de hierro en la estructura del gel.

La reutilización del gel se examinó durante ocho días continuos utilizando soluciones de arsénico para la adsorción y cloruro de sodio para los procesos de desorción. Se calculó una eficiencia de regeneración del 87,6% a partir de la eficiencia de regeneración de los datos de adsorción del día uno y el día siete. El arsénico es extremadamente peligroso.

Por favor, use guantes, ropa de manga larga y gafas experimentales en todo momento durante el experimento para evitar cualquier contacto de solución de arsénico con la piel y los ojos.