Un filtre électroactif double-fonctionnel vers l'oxydation et la séquestration simultanément de Sb(III)

L’élimination de l’antimoie des contaminants émergents des eaux de surface est très demandée. Les espèces d’antimoie les plus abondantes sont l’antimoie trois et l’antimoie cinq, et l’antimoie trois est 10 fois plus toxique que l’antimoie cinq. Une stratégie de précipitation d’oxydation en deux étapes est généralement adoptée pour l’élimination de l’antimoïe trois, c’est-à-dire pour oxyder l’antimoie de trois à l’antimoie cinq d’abord, suivie de précipitations chimiques.

Mais nous pourrions y parvenir au sein d’une seule unité. Puisque l’antimoie partage des propriétés chimiques physiques similaires avec d’autres éléments du même groupe d’azote, comme l’arsenic ou le phosphore, je crois que cette méthode pourrait également être étendue à ces composés. Assurez-vous de lire attentivement le SDS de tous les produits chimiques.

Suivez le protocole et les instructions en place de près, et apprendre à différencier entre l’antimoie trois et cinq. Des modifications mineures du protocole peuvent entraîner des changements importants dans les performances du système. Par exemple, trop de titanate peut dissuader votre taux de conductivité et d’antimoie trois cinétique d’enlèvement du filtre.

Pour préparer les fils nano titanate, dissoudre d’abord 56 grammes d’hydroxyde de potassium dans 100 millilitres d’eau déionisée sous agitation vigoureuse. Ajouter ensuite 3 grammes de poudre de dioxyde de titane à la solution. Entrée pour la solution dans un réacteur doublé de téflon.

Maintenez la solution à 200 degrés Celsius pendant 24 heures. Avant de laver le précipité blanc résultant avec 0,1 mols par litre d’acide hydraulique et d’eau déionisée, jusqu’à ce qu’un pH riche neutre soit obtenu. Séchez le produit sous vide à 60 degrés Celsius pendant la nuit.

Ensuite, transférez le produit dans un four à tubes et chauffez le matériau à 600 degrés Celsius pendant 2 heures avec un taux de rampe de 1 degré Celsius par minute. Pour la préparation du filtre CNT titanate, ajouter 20 milligrammes de CNT en 40 millilitres de pyrrolidone N-Méthyle et sonder le mélange pendant 40 minutes pour obtenir une solution homogène. Ajouter ensuite 200 milligrammes de nanofils titanates à 20 millilitres de pyrrolidone méthylique et sonder le mélange pendant 20 minutes.

À la fin de la sonication, mélanger la solution de dispersion du titane avec la solution de dispersion CNT et filtrer le mélange qui en résulte sur une membrane PTFE. Rincez ensuite le filtre une fois avec 100 millilitres d’éthanol, et une fois avec 200 millilitres d’eau déionisée. Pour la filtration électrochimique d’antimoine, ajoutez d’abord 2,2 milligrammes de trihydrate de tartrate d’antimonyle de potassium à 1 000 millilitres d’eau déionisée avant d’ajouter 100 millilitres de la solution antimoine de 800 microgrammes par litre résultante à un bécher de 150 millilitres.

Ajustez la solution à un pH de 7 et placez l’anode de filtre de titanate préparée dans un boîtier de filtration en polycarbonate modifié par électrochimie. Placez un filtre cnt-seul dans le boîtier comme cathode, et connectez l’anode et la cathode avec un anneau de titane perforé. Utilisez du caoutchouc de silicone isolant pour séparer et sceller le boîtier, et passez la solution d’antimoie à travers le système de filtration à un débit approprié, à l’aide d’une alimentation dc pour appliquer la tension correcte pendant la filtration.

À la fin de la filtration, utilisez un spectromètre fluorescent atomique pour déterminer l’antimoie totale et l’antimoie de trois concentrations selon les protocoles standard. L’appareil de filtration électro-active est un boîtier de filtration en polycarbonate électrochimiquement modifié. Les images du microscope électronique à balayage des émissions sur le terrain du filtre CNT titanate suggèrent une surface rugueuse.

La caractérisation de la microscopie électronique de transmission suggère que les CNT sont empêtrés avec les fils nano titanate après traitement, ce qui indique une synthèse réussie du matériau hybride titanate-CNT. Pour démontrer l’efficacité du système de filtration électrochimique, le changement du total d’antimoie et de l’état de valence d’antimoie en fonction du temps peut être déterminé. Par exemple, dans cette analyse représentative, la concentration d’antimoïe cinq a fortement augmenté dans les 30 minutes initiales.

Tandis qu’une conversion complète d’antimoie trois a été observée plus d’une heure de filtration continue dans le mode de recirculation, indiquant que l’oxydation trois d’antimoie était le processus principal de réaction dans l’étape initiale, permettant à l’antimoie cinq d’être absorbée efficacement par les fils nano de titanate chargés. En outre, la cinétique et la capacité de sorption d’antimoine ont augmenté avec la tension appliquée due aux interactions électrostatiques améliorées et près du transport de surface par électro migration. Ce protocole est dédié à fournir une stratégie prometteuse en intégrant des tâches compliquées, la science membranaire, et l’électrochimie pour la décontamination de l’antimoïe trois et d’autres composants similaires dans l’eau.

L’utilisation du filtre fabriqué comme système de filtration cathodique à la fonction ou la réduction et l’absorption peuvent être démontrées. Permettant la décontamination d’autres ions de métaux lourds comme le chrome six. Dans la prochaine étape, nous prévoyons d’étudier l’impact des matières organiques naturelles sur les performances d’élimination de l’antimoie trois ainsi que dédié à développer des fonctionnalités de laboratoire pour atteindre une meilleure cinétique.

Certains des produits chimiques sont toxiques, corrosifs ou irritants. Assurez-vous de toujours porter l’équipement de protection personnelle approprié pendant leur utilisation.