Rimozione dell'arsenico utilizzando un Gel Polimerico Cationico impregnato con idrossido di ferro

I principali vantaggi di questa procedura sono che il gel adsorbe selettivamente l'arsenico dalle acque sotterranee a concentrazioni di arsenico più elevate rispetto alle altre tecniche e il gel può essere rigenerato. La dimostrazione di questo metodo è fondamentale perché la preparazione del gel e gli esperimenti di assorbimento devono essere visualizzati per replicare gli esperimenti. L'arsenico si trova nelle acque sotterranee di oltre 20 paesi.

L'implicazione di questa tecnica può essere estesa verso la sfida di rimuovere l'arsenico dall'acqua contaminata. Questo metodo può essere applicato anche al trattamento di effluenti industriali contaminati da arsenico. Quando si prova questa tecnica per la prima volta, seguire le precauzioni rigorosamente in ogni momento.

La formazione del blocco di gel può essere impegnativa se le soluzioni non vengono mescolate correttamente e proporzionalmente. Asciugare due matracci di misura da 20 millilitri e due becher da 20 millilitri dotati di barre di agitazione magnetiche. Trasferire 4,13 grammi di DMAPAAQ, 0,31 grammi di N, N'prime metilenebisacrilammide, 0,5 grammi di solfito di sodio e 3,36 grammi di idrossido di sodio in un bicchiere da 20 millilitri.

Sciogliere completamente la soluzione in acqua distillata come solvente, mescolandola per 30 minuti con la barra di agitazione magnetica. Trasferire la miscela dal becher a un pallone di misura da 20 millilitri e aggiungere acqua distillata per generare una soluzione da 20 millilitri. Etichettare la soluzione come soluzione monomero.

Allo stesso modo, prendi 0,54 grammi di perossiodisulfato di ammonio e 7,57 grammi di cloruro di ferro in un altro bicchiere da 20 millilitri. Sciogliere completamente la soluzione in acqua distillata, mescolandola per 30 minuti con una barra di agitazione magnetica. Trasferire la miscela dal becher ad un altro pallone di misura da 20 millilitri.

E aggiungere acqua distillata per comporre una soluzione da 20 millilitri. Etichettare la soluzione come soluzione iniziatore. Dopo aver preparato la configurazione sperimentale come diagrammi nel protocollo di testo, trasferire le soluzioni nei rispettivi imbuti di separazione da 20 millilitri.

Eliminare le soluzioni con gas azoto per 30 minuti. Mescolare le soluzioni e mescolarle in una provetta da 50 millilitri con un agitatore elettrico. Quindi, posizionare la miscela in un refrigeratore mantenuto a 10 gradi Celsius per quattro ore.

Eserti il blocco di gel dalla provetta e posizionarlo su un tagliere piatto. Ottenere il blocco di gel in una forma cubica di cinque millimetri di lunghezza. Immergere le fette di gel con acqua deionizzata per 24 ore per rimuovere le impurità.

Il giorno dopo, stendere le fette di gel su una piastra di Petri e asciugarle a temperatura ambiente per 24 ore. Posizionare la piastra di Petri con le fette di gel nel forno a 50 gradi Celsius per 24 ore. Asciugare cinque contenitori di plastica da 40 millilitri.

Quindi, misurare e posizionare 20 milligrammi di gel essiccato in ogni contenitore di plastica da 40 millilitri. Aggiungere 40 millilitri di soluzione disodico di arsenato di idrogeno eptaidrato a ciascun contenitore a una concentrazione diversa. Tenere i contenitori nell'agitatore a 20 gradi Celsius e 120 giri/min per 24 ore.

Raccogliere un campione di cinque millilitri da ogni contenitore e posizionarli in un tubo di plastica utilizzando una micro pipetta. Misurare i livelli di arsenico di equilibrio nelle soluzioni utilizzando cromatografia liquida ad alte prestazioni, o HPLC. Utilizzare una colonna analitica di quattro per 200 millimetri, una colonna di guardia di quattro per 50 millimetri e un soppressore di quattro millimetri.

Per l'analisi dell'adsorbimento, aggiungere 20 milligrammi di gel essiccato a un contenitore di plastica essiccato da 40 millilitri. Quindi, aggiungere 40 millilitri di una soluzione di eptaidrato di idrogeno disodico 0,2 millimolare al contenitore. Tenere il contenitore nell'agitatore a 20 gradi Celsius e 120 giri/min per 24 ore.

Quindi, raccogliere un campione di cinque millilitri in un tubo di plastica utilizzando una micro pipetta. Valutare il livello di arsenico di equilibrio nella soluzione utilizzando HPLC come prima. Per pulire il gel, ottenere prima un setaccio a rete.

Raccogli con cura i fragili pezzi di gel, uno alla volta in modo che non si rompano, e mettili nel setaccio a rete. Lavare il gel per un minimo di cinque volte, utilizzando acqua deionizzata, in modo che l'arsenico rimanente sulla superficie del gel sia lavato via. Per le analisi di desorbimento, trasferire accuratamente i fragili pezzi di gel in un contenitore di plastica essiccato da 40 millilitri.

Aggiungere 40 millilitri di una soluzione di cloruro di sodio molare 0,5 al contenitore. Tenere il contenitore nell'agitatore a 20 gradi Celsius e 120 giri/min per 24 ore. Raccogliere un campione di cinque millilitri in un tubo di plastica utilizzando una micro pipetta e valutare il livello di arsenico di equilibrio nella soluzione utilizzando HPLC come prima.

Ripetere il processo per otto cicli completi, con ogni ciclo che include due cicli delle fasi di analisi di assorbimento e desorbimento, separati da fasi di pulizia del gel. La quantità di assorbimento dell'arsenico da parte del gel polimerico cationico contenente idrossido di ferro è stata tracciata a diverse concentrazioni di arsenico. I risultati mostrano che la capacità massima di adsorbimento dell'arsenico del gel era di 1,36 millimoli per grammo.

I dati si adattano al modello isotermico di Langmuir. L'adsorbimento selettivo dell'arsenico è stato esaminato con anione solfato coesistente. I risultati mostrano che anche se l'anione solfato era presente nella soluzione di gel, DMAPAAQ più ossido di ferro adsorbito arsenico selettivamente a causa dei componenti di ossido di ferro nella struttura del gel.

La ri-usabilità del gel è stata esaminata per otto giorni continui utilizzando soluzioni arseniche per l'adsorbimento e cloruro di sodio per i processi di desorbimento. Un'efficienza di rigenerazione dell'87,6% è stata calcolata in base all'efficienza di rigenerazione dai dati di adsorbimento del primo e settimo giorno. L'arsenico è estremamente pericoloso.

Si prega di utilizzare guanti, indumenti a maniche lunghe e occhiali sperimentali in ogni momento durante l'esperimento per prevenire qualsiasi contatto di soluzione di arsenico con la pelle e gli occhi.