Enlèvement de l'arsenic à l'aide d'un gel de polymère cationique imprégné d'hydroxyde de fer

Les principaux avantages de cette procédure sont que le gel adsorbe sélectivement l’arsenic des eaux souterraines à des concentrations d’arsenic plus élevées que les autres techniques et le gel peut être régénéré. La démonstration de cette méthode est essentielle car la préparation du gel et les expériences d’absorption doivent être visualisées pour reproduire les expériences. L’arsenic se trouve dans les eaux souterraines de plus de 20 pays.

L’implication de cette technique peut être étendue au défi d’éliminer l’arsenic de l’eau contaminée. Cette méthode peut également être appliquée au traitement des effluents industriels contaminés par l’arsenic. Lorsque vous essayez cette technique pour la première fois, suivez les précautions strictement en tout temps.

La formation du bloc de gel peut être difficile si les solutions ne sont pas mélangées correctement et proportionnellement. Séchez deux flacons de mesure de 20 millilitres et deux beakers de 20 millilitres équipés de barres magnétiques. Transférer 4,13 grammes de DMAPAAQ, 0,31 gramme de N, n’prime méthylènebisacrylamide, 0,5 grammes de sulfite de sodium et 3,36 grammes d’hydroxyde de sodium à un bécher de 20 millilitres.

Dissoudre la solution entièrement dans de l’eau distillée sous forme de solvant, en l’remuant pendant 30 minutes avec la barre magnétique. Transférer le mélange du bécher à un flacon de mesure de 20 millilitres et ajouter de l’eau distillée pour générer une solution de 20 millilitres. Étiquetez la solution comme la solution monomère.

De même, prenez 0,54 grammes de peroxydsulfate d’ammonium et 7,57 grammes de chlorure de fer dans un autre bécher de 20 millilitres. Dissoudre complètement la solution dans de l’eau distillée, en la remuant pendant 30 minutes à l’aide d’une barre magnétique. Transférer le mélange du bécher dans un autre flacon de mesure de 20 millilitres.

Et ajouter de l’eau distillée pour composer une solution de 20 millilitres. Étiquetez la solution comme la solution initiatrice. Après avoir préparé la configuration expérimentale comme schématisé dans le protocole de texte, transférer les solutions dans les entonnoirs séparés respectifs de 20 millilitres.

Purger les solutions avec du gaz azoté pendant 30 minutes. Mélangez les solutions et remuez-les dans un tube à essai de 50 millilitres avec un agitateur électrique. Ensuite, placez le mélange dans un refroidisseur maintenu à 10 degrés Celsius pendant quatre heures.

Sortez le bloc de gel du tube à essai et placez-le sur une planche à découper plate. Obtenez le bloc de gel dans une forme cubique de cinq millimètres de longueur. Faire tremper les tranches de gel avec de l’eau déionisée pendant 24 heures pour éliminer les impuretés.

Le lendemain, étendre les tranches de gel sur une boîte de Pétri et les sécher à température ambiante pendant 24 heures. Placer la boîte de Pétri avec les tranches de gel au four à 50 degrés Celsius pendant 24 heures. Sécher cinq contenants en plastique de 40 millilitres.

Ensuite, mesurez et placez 20 milligrammes de gel séché dans chaque contenant en plastique de 40 millilitres. Ajouter 40 millilitres de solution d’héptahydrate d’arsénerate d’hydrogène disodique à chaque récipient à une concentration différente. Gardez les contenants dans l’agitateur à 20 degrés Celsius et 120 rPM pendant 24 heures.

Recueillir un échantillon de cinq millilitres dans chaque contenant et le placer dans un tube en plastique à l’aide d’une micro pipette. Mesurez les niveaux d’arsenic d’équilibre dans les solutions à l’aide d’une chromatographie liquide haute performance, ou HPLC. Utilisez une colonne analytique de quatre par 200 millimètres, une colonne de garde de quatre par 50 millimètres et un suppresseur de quatre millimètres.

Pour l’analyse de l’adsorption, ajouter 20 milligrammes de gel séché à un contenant en plastique séché de 40 millilitres. Ensuite, ajoutez 40 millilitres d’une solution d’héptahydrate d’héptahydrate d’hydrogène de 0,2 millimaire au récipient. Gardez le contenant dans l’agitateur à 20 degrés Celsius et 120 rpm pendant 24 heures.

Ensuite, recueillir un échantillon de cinq millilitres dans un tube en plastique à l’aide d’une micro pipette. Évaluer le niveau d’arsenic d’équilibre dans la solution en utilisant HPLC comme avant. Pour nettoyer le gel, obtenez d’abord un tamis en maille.

Recueillir soigneusement les morceaux de gel fragiles, un à la fois afin qu’ils ne se cassent pas, et les placer dans le tamis en maille. Laver le gel pendant au moins cinq fois, à l’aide d’eau déionisée, de sorte que tout arsenic restant à la surface du gel soit emporté. Pour des analyses de désorption, transférez soigneusement les morceaux fragiles de gel dans un récipient en plastique séché de 40 millilitres.

Ajouter 40 millilitres d’une solution de chlorure de sodium molaire de 0,5 molaire au contenant. Gardez le contenant dans l’agitateur à 20 degrés Celsius et 120 rpm pendant 24 heures. Recueillir un échantillon de cinq millilitres dans un tube en plastique à l’aide d’une micro pipette, et évaluer le niveau d’arsenic d’équilibre dans la solution en utilisant HPLC comme avant.

Répétez le processus pendant huit cycles complets, chaque cycle comprenant deux cycles des étapes d’absorption et de désorption, séparés par des étapes de nettoyage de gel. La quantité d’absorption d’arsenic par le gel polymère cationique contenant de l’hydroxyde de fer a été tracée à différentes concentrations d’arsenic. Les résultats montrent que la capacité maximale d’adsorption à l’arsenic du gel était de 1,36 millimoles par gramme.

Les données sont adaptées au modèle d’isotherme Langmuir. L’adsorption sélective de l’arsenic a été examinée avec l’anion coexistante de sulfate. Les résultats montrent que même si l’anion de sulfate était présente dans la solution du gel, DMAPAAQ plus l’oxyde de fer adsorbed arsenic sélectivement en raison des composants d’oxyde de fer dans la structure de gel.

La réutilisation du gel a été examinée pendant huit jours continus à l’aide de solutions d’arsenic pour l’adsorption et le chlorure de sodium pour les processus de désorption. Une efficacité de régénération de 87,6 % a été calculée à partir de l’efficacité de régénération à partir des données d’adsorption le premier jour et le septième jour. L’arsenic est extrêmement dangereux.

S’il vous plaît utiliser des gants, des vêtements à manches longues, et des lunettes expérimentales en tout temps au cours de l’expérience pour empêcher tout contact de solution d’arsenic avec la peau et les yeux.