In questo lavoro, abbiamo preparato un adsorben composto dal cationico N,N-dimethylamino propylacrylamide cloruro di metilico quaternario (DMAPAAQ) gel polimerico e idrossido di ferro per l'arsenico di ferro da acque sotterranee. Il gel è stato preparato tramite un nuovo metodo progettato per garantire il massimo contenuto di particelle di ferro nella sua struttura.
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Articolo metodologico
Rimozione dell'arsenico utilizzando un Gel Polimerico Cationico impregnato con idrossido di ferro
In questo articolo
Sommario
Abstract
In questo lavoro, abbiamo preparato un adsorbente composto da un gel polimerico cationico contenente idrossido di ferro nella sua struttura progettata per adsorbenre l'arsenico dalle acque sotterranee. Il gel che abbiamo selezionato era il gel N,N-dimethylamino propylacrylamide cloruro di metile (DMAPAAQ). L'obiettivo del nostro metodo di preparazione era quello di garantire il massimo contenuto di idrossido di ferro nella struttura del gel. Questo approccio progettuale ha permesso l'adsorgo simultaneo sia dalla struttura polimerica del gel che dalla componente idrossido di ferro, migliorando così la capacità di adsorgo del materiale. Per esaminare le prestazioni del gel, abbiamo misurato la cinetica della reazione, effettuato analisi di sensibilità e selettività del pH, monitorato le prestazioni di adsorbimento dell'arsenico e condotto esperimenti di rigenerazione. Abbiamo determinato che il gel subisce un processo di chemisorption e raggiunge l'equilibrio a 10 h. Inoltre, l'arsenico adsorbito di gel efficacemente a livelli di pH neutro e selettivamente in ambienti ionici complessi, ottenendo un volume massimo di assorbimento di 1,63 mM/g. Il gel potrebbe essere rigenerato con efficienza 87.6% e NaCl potrebbe essere utilizzato per la desorption invece di NaOH dannoso. Nel loro insieme, il metodo di progettazione basato su gel è un approccio efficace per la costruzione di adsorbenti arsenico ad alte prestazioni.
Introduzione
L'inquinamento idrico è una grande preoccupazione ambientale, motivando i ricercatori a sviluppare metodi per rimuovere contaminanti come l'arsenico dallo spreco1. Tra tutti i metodi segnalati, i processi di adsorgosono sono un approccio relativamente basso costo per la rimozione di metalli pesanti2,3,4,5,6,7. Polveri di ossidride di ferro sono considerati uno degli adsorbenti più efficienti per l'estrazione di arsenico da soluzioni acquose
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Protocollo
PROCEDIMENTO: L'arsenico è estremamente tossico. Si prega di utilizzare guanti, abiti a maniche lunghe e occhiali sperimentali in ogni momento durante l'esperimento per evitare qualsiasi contatto di soluzione arsenica con la pelle e gli occhi. Se l'arsenico entra in contatto con qualsiasi parte del corpo, lavalo immediatamente con sapone. Inoltre, si prega di pulire regolarmente l'ambiente sperimentale in modo che voi e gli altri non entriate in contatto con l'arsenico, anche quando l'esperimento non viene eseguito. I sintomi dell'esposizione all'arsenico possono comparire dopo un lungo periodo di tempo. Prima di pulire l'apparecchiatura, risciacquarla con acqua pulit....
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Risultati
Figura 1 descrive la configurazione sperimentale per la preparazione del gel DMAPAAQ-FeOOH. La tabella 1 illustra le composizioni dei materiali coinvolti nella preparazione del gel.
Figura 2 mostra la relazione del tempo di contatto con l'adsorbimento di arsenico dal gel DMAPAAQ-FeOOH. Nella figura, la quantità di adsorbidimenti di arsenico è stata esam.......
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Discussione
Il principale progresso del nostro metodo sviluppato è l'esclusiva strategia di progettazione del gel composito. Lo scopo del nostro metodo di preparazione del gel era quello di massimizzare la quantità di contenuto di ferro nel gel. Durante la preparazione, abbiamo aggiunto FeCl3 e NaOH rispettivamente alla "soluzione di initiator" e alla "soluzione monomer". Una volta che la soluzione monomer è stata mescolata con la soluzione di iniziatore, c'è stata una reazione tra FeCl3 e NaOH, producendo FeOO.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Questa ricerca è stata supportata dal JSPS KAKENHI Grant Number (26420764, JP17K06892). È riconosciuto anche il contributo del Ministero del Territorio, dell'Insfrastructure, dei Trasporti e del Turismo (MLIT), del Governo del Giappone nell'ambito del "Programma di sovvenzione per la ricerca e lo sviluppo delle tecnologie di costruzione" a questa ricerca. Riconosciamo anche il contributo del Signor Kiyotaka Senmoto a questa ricerca. Adele Pitkeathly, Senior Writing Advisor Fellow del Writing Center dell'Università di Hiroshima, è riconosciuta anche per le correzioni e i suggerimenti in inglese. Questa ricerca è stata selezionata per la presentazione orale ....
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| N,N' -dimetilamminopropilacrilammide, cloruro di metile quaternario (DMAPAAQ) (75% in H2O) | KJ Chemicals Corporation, Giappone | 150707 | |
| N,N' -Metilene bisacrilammide (MBAA) | Sigma-Aldrich, USA | 1002040622 | |
| Solfito di sodio (Na2SO3) | Nacalai Tesque, Inc., Giappone | 31922-25 | |
| Solfato di sodio (Na2SO4) | Nacalai Tesque, Inc., Giappone | 31916-15 | |
| Idrogenoarseniato di sodio eptaidrato(Na2HAsO4.7H20) | Nacalai Tesque, Inc., Giappone | 10048-95-0 | |
| Cloruro ferrico(FeCl3) | Nacalai Tesque, Inc., Giappone | 19432-25 | |
| Idrossido di sodio(NaOH) | Kishida Chemicals Corporation, Giappone | 000-75165 | |
| Ammonio perossidisolfato (APS) | Kanto Chemical Co. Inc., Giappone | 907W2052 | |
| Acido cloridrico (HCl) | Kanto Chemical Co. Inc., Giappone | 18078-01 | |
| Cloruro di sodio (NaCl) | Nacalai Tesque, Inc., Giappone | 31320-05 |
Riferimenti
- 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....
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Ristampe e permessi
