Name: Riciclaggio delle risorse della terra rossa per sintetizzare materiale composito di zeolite di tipo Fe2O3/FAU per la rimozione di metalli pesanti (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-06-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 52 s
Description: Scopri la sintesi green di materiale composito Fe₂O₃/FAU da terra rossa per la rimozione di metalli pesanti dall'acqua. Questo metodo offre una soluzione sostenibile per l'ingegneria ambientale.

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Questo lavoro è stato sostenuto finanziariamente dai fondi di scienze naturali per il giovane studioso distinto della provincia del Guangdong, Cina, n. 2020B151502094; National Natural Science Foundation of China, No. 21777045 e 22106064; Fondazione della Commissione per la scienza, la tecnologia e l'innovazione di Shenzhen, Cina, JCYJ20200109141625078; Progetto di innovazione giovanile 2019 delle università e dei college del Guangdong, Cina, n. 2019KQNCX133 e un fondo speciale per la strategia di innovazione scientifica e tecnologica della provincia del Guangdong (PDJH2021C0033). Questo lavoro è stato sponsorizzato dallo Shenzhen Key Laboratory of Interfacial Science and Engineering of Materials (No. ZDSYS20200421111401738), Guangdong Provincial Key Laboratory of Soil and Groundwater Pollution Control (2017B030301012) e State Environmental Protection Key Laboratory of Integrated Surface Water-Groundwater Pollution Control. In particolare, riconosciamo il supporto tecnico delle strutture di ricerca SUSTech Core.

1. Raccolta e trattamento delle materie prime
<ol><li>Collezione di terra rossa<ol><li>Raccogli la terra rossa. Rimuovere lo strato superiore di 30 cm del terreno contenente piante e materia organica residua. NOTA: In questo esperimento, la terra rossa è stata raccolta nel campus della Southern University of Science and Technology (SUSTech), Shenzhen, Guangdong, Cina (113°59' E, 22°36' N).</li>
	</ol></li>
	<li>Trattamento del suolo rosso<ol><li>Asciugare all'aria il terreno rosso raccolto a temperatura ambiente e filtrarlo attraverso un setaccio a 30 maglie. Rimuovere la maggior parte delle grandi pietre e foglie. Misurare la concentrazione di metalli pesanti (loid) (Tabella 1) nel suolo rosso con spettrometria di massa al plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS)16 per assicurarsi che non vi sia inquinamento indesiderato introdotto. NOTA: Si consiglia un setaccio con piccoli fori poiché pochi oggetti di grandi dimensioni non contenenti silicio o alluminio saranno presenti nella materia prima. Qui, un setaccio a 30 maglie è sufficiente per trattare la materia prima in questo esperimento.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Sintesi della zeolite di tipo Fe2O3/FAU
<ol><li>Preparazione della polvere di miscela alcalina<ol><li>Pesare 5 g di terra rossa pretrattata, 1 g di SiO2 e 7,63 g di NaOH e aggiungerli a una malta di agata naturale. Macinarli per 2-3 minuti in una polvere fine. Assicurarsi che l'umidità relativa in laboratorio sia del 65% -72%. NOTA: Fare attenzione al tempo di macinazione poiché NaOH è molto igroscopico. Può facilmente assorbire l'acqua dall'atmosfera dell'aria. Una polvere alcalina mediamente umida è cruciale per la fase successiva dell'esperimento. Il tempo di macinazione è legato all'umidità in laboratorio.</li>
	</ol></li>
	<li>Fusione/attivazione alcalina<ol><li>Trasferire la miscela alcalina in un rivestimento del reattore in teflon da 100 ml senza rivestimento esterno in acciaio inossidabile. Riscaldare in forno a 200 °C per 1 h. NOTA: Lo scopo di questo passo è quello di utilizzare la base forte NaOH per attivare il legame Si-O e il legame Al-O17 in modo che gli atomi di Al, Si e O si ricompongano per formare la zeolite alluminosilicato desiderata.</li>
	</ol></li>
	<li>Preparazione del precursore della zeolite<ol><li>Aggiungere 60 ml di acqua deionizzata nel rivestimento del reattore in teflon contenente la miscela alcalina attivata. Aggiungere un agitatore delle dimensioni appropriate e agitare la miscela a 600 giri/min sull'agitatore magnetico per 3 ore a 25 °C. Attendere che si formi un gel omogeneo come precursore della zeolite18.</li>
	</ol></li>
	<li>Cristallizzazione<ol><li>Trasferire il gel omogeneo in un'autoclave di acciaio inossidabile da 100 ml e riscaldare il gel in forno a 100 °C per 12 ore. Attendere che il forno si raffreddi a temperatura ambiente seguendo il programma di raffreddamento predefinito per aprire lo sportello del forno ed estrarre l'autoclave. NOTA: L'autoclave genera alta pressione ad alte temperature per aumentare il processo di cristallizzazione. Attendere sempre che raggiunga la temperatura ambiente per evitare un'esplosione generata da alta pressione.</li>
	</ol></li>
	<li>Lavare più volte la zeolite ottenuta con acqua deionizzata fino a quando il pH della soluzione è vicino a 7. Utilizzare una centrifuga per separare il solido e il liquido e raccogliere il solido sul fondo della provetta da centrifuga da 50 ml. Infine, asciugare il prodotto ottenuto per 8 h in un forno a 80 °C e macinarlo in polvere fine per la successiva caratterizzazione.</li>
	<li>Caratterizzazione<ol><li>Acquisire il risultato dello spettrometro a fluorescenza a raggi X (XRF) per il suolo rosso (Figura 2). Viene utilizzato per misurare con precisione la concentrazione di elementi inorganici del suolo19.</li>
		<li>Acquisire il file di informazioni sui cristalli (CIF) di Fe2O3 dall'Inorganic Crystal Structure Database (ICSD). Acquisire il file CIF della zeolite di tipo FAU dal Database of Zeolite Structures. NOTA: Mercury e Materials Studio (MS) possono essere utilizzati come strumenti di visualizzazione della struttura cristallina. In questo lavoro, Mercurio è stato utilizzato per la visualizzazione della struttura Fe2O 3 e MS è stato utilizzato per la zeolite di tipo FAU (Figura 3).</li>
		<li>Acquisire un pattern di diffrazione a raggi X in polvere (PXRD) per confermare la fase del materiale composito di zeolite di tipo Fe2O3/FAU sintetizzato (Figura 4)20. Confrontalo con il modello PXRD simulato di Fe2O3 e zeolite di tipo FAU utilizzando il software JADE 6.5. NOTA: Il software Mercury sviluppato dal Cambridge Crystallographic Data Centre (CCDC) è in grado di calcolare il modello PXRD basato sul file CIF dei materiali standard ottenuti dall'ICSD, il più grande database al mondo per strutture cristalline inorganiche completamente identificate.</li>
		<li>Acquisire un'immagine di microscopia elettronica a scansione (SEM) (Figura 5) per confermare la morfologia20.</li>
		<li>Acquisire la mappatura della spettroscopia a raggi X a dispersione di energia (EDS) al microscopio elettronico a trasmissione (TEM) (Figura 6) per determinare la composizione chimica6. NOTA: Rispetto alla mappatura SEM-EDS, la mappatura TEM-EDS può rilevare basse quantità di composizione elementare.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Esperimento di adsorbimento in batch
<ol><li>Preparare 50 ml di 1.000 ppm di soluzioni acquose Cu (II), Cr (III), Cr (VI), As (III), Cd (II), Pb (II), Zn (II) e Ni (II). Notare il pH di ciascuna soluzione.</li>
	<li>Aggiungere 50 mg di zeolite a ciascuna soluzione di metalli pesanti (loid). Regolare finemente il pH della soluzione della miscela con 0,1 M HCl o 0,1 M NaOH. Mescolare la miscela a 600 giri/min per 48 h a 25 °C. NOTA: Ogni ione metallo pesante (loid) ha un intervallo di pH stabile senza precipitazione di idrossido metallico. Regolare il pH della soluzione miscelata finale a un intervallo di pH in modo che la diminuzione della concentrazione di metalli pesanti (loid) possa essere attribuita alle prestazioni della zeolite.</li>
	<li>Regolare il pH delle soluzioni miste finali di Cu (II), Cr (III), Cr (VI), As (III), Cd (II), Pb (II), Zn (II) e Ni (II) rispettivamente a 4,2, 3,9, 6,4, 7,8, 5,8, 5,2, 5,7 e 6,4.</li>
	<li>Filtrare le soluzioni miscelate attraverso membrane da 0,22 μm. Diluirli 1.000x aggiungendo una soluzione HNO3 al 2%. Misurare le concentrazioni residue di metalli pesanti (loid) (Figura 6) con spettrometria di massa al plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS)16, con un intervallo di test da 0,001 ppm a 1 ppm. Vedere la tabella 2 per i parametri operativi ICP-MS.</li>
</ol>

<ol><li>Qin, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soil+heavy+metal+pollution+and+food+safety+in+China%3A+Effects%2C+sources+and+removing+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">Soil heavy metal pollution and food safety in China: Effects, sources and removing technology.</a> Chemosphere. 267, 129205(2021).</li>
<li>Xu, D. M., Fu, R. B., Liu, H. Q., Guo, X. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+knowledge+from+heavy+metal+pollution+in+Chinese+smelter+contaminated+soils%2C+health+risk+implications+and+associated+remediation+progress+in+recent+decades%3A+A+critical+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cleaner+Production%22%5BJournal%5D)">Current knowledge from heavy metal pollution in Chinese smelter contaminated soils, health risk implications and associated remediation progress in recent decades: A critical review.</a> Journal of Cleaner Production. 286, 124989(2021).</li>
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<li>Belviso, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Red+mud+as+aluminium+source+for+the+synthesis+of+magnetic+zeolite%5BTitle%5D)+AND+%22Microporous+and+Mesoporous+Materials%22%5BJournal%5D)">Red mud as aluminium source for the synthesis of magnetic zeolite.</a> Microporous and Mesoporous Materials. 270, 24-29 (2018).</li>
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<li>Wang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+substrate-bound+Au+nanowires+via+an+active+surface+growth+mechanism%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Synthesis of substrate-bound Au nanowires via an active surface growth mechanism.</a> Journal of Visualized Experiments. (137), e57808(2018).</li>
<li>Asundi, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+structure-property+relationships+of+MoO3-promoted+Rh+catalysts+for+syngas+conversion+to+alcohols%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Understanding structure-property relationships of MoO3-promoted Rh catalysts for syngas conversion to alcohols.</a> Journal of the American Chemical Society. 141 (50), 19655-19668 (2019).</li>
<li>Zhu, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solvent-free+crystallization+of+ZSM-5+zeolite+on+SiC+foam+as+a+monolith+catalyst+for+biofuel+upgrading%5BTitle%5D)+AND+%22Chinese+Journal+of+Catalysis%22%5BJournal%5D)">Solvent-free crystallization of ZSM-5 zeolite on SiC foam as a monolith catalyst for biofuel upgrading.</a> Chinese Journal of Catalysis. 41 (7), 1118-1124 (2020).</li>
<li>Ghrear, T. M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((low-pressure%2C+low-temperature+microwave+synthesis+of+ABW+cesium+aluminosilicate+zeolite+nanocatalyst+in+organotemplate-free+hydrogel+system%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Research+Bulletin%22%5BJournal%5D)">low-pressure, low-temperature microwave synthesis of ABW cesium aluminosilicate zeolite nanocatalyst in organotemplate-free hydrogel system.</a> Materials Research Bulletin. 122, 110691(2020).</li>
</ol>

Gli autori non hanno conflitti di interesse da rivelare.

La zeolite è tipicamente un materiale alluminosilicato. In teoria, i materiali ricchi di silicato e alluminato possono essere scelti come materie prime per la sintesi della zeolite. Il rapporto Si/Al della materia prima deve essere simile a quello del tipo selezionato di zeolite per ridurre al minimo l'utilizzo di fonti aggiuntive di silicio/alluminio 6,8,16. Il rapporto Si/Al della zeolite di tipo FAU è 1,2 e il rapporto Si/Al ...

I metalli pesanti (loid) provenienti da attività antropiche e naturali sono onnipresenti nell'aria, nell'acqua e nell'ambiente del suolo1. Sono ad alta mobilità e tossicità, e rappresentano un potenziale rischio per la salute umana per contatto diretto o attraverso il trasporto della catena alimentare2. L'acqua è vitale per la vita degli esseri umani poiché è la materia prima di ogni famiglia. Ripristinare la salute dell'acqua è fondamentale. Pertanto, è di grande importanza ridurre la mobilità e la biodisponibilità dei metalli pesanti tossici (loid) nell'acqua. Per mantenere una buona salute nell'acqua, i materiali di bonifica dell'acqua, come il biochar, i materiali a base di ferro e la zeolite, svolgono un ruolo essenziale nell'immobilizzare o rimuovere metalli pesanti (loid) da ambienti acquosi 3,4,5.
Le zeoliti sono materiali altamente cristallini con pori e canali unici nelle loro strutture cristalline. Sono composti da TO4 tetraedri (T è l'atomo centrale, di solito Si, Al o P) collegati da atomi O condivisi. La carica superficiale negativa e gli ioni scambiabili nei pori lo rendono un adsorbente popolare per la cattura ionica, che è stato ampiamente utilizzato nell'acqua inquinata da metalli pesanti e nella bonifica del suolo. Beneficiando delle loro strutture, i meccanismi di bonifica coinvolti nella rimozione dei contaminanti da parte delle zeoliti includono principalmente il legame chimico6, l'interazione elettrostatica superficiale7 e lo scambio ionico8.
La zeolite di tipo Faujasite (FAU) ha pori relativamente grandi, con un diametro massimo dei pori di 11,24 Å. Mostra alta efficienza e ampie applicazioni per la rimozione dei contaminanti 9,10. Negli ultimi anni, ricerche approfondite si sono dedicate allo sviluppo di routine verdi e a basso costo per la sintesi della zeolite, come l'utilizzo di rifiuti solidi industriali11 come materia prima per fornire fonti di silicio e alluminio o l'adozione di ricette senza agenti direttivi12. I rifiuti solidi industriali alternativi segnalati che possono essere fonti di silicio e alluminio includono ganga di carbone13, ceneri volanti 11, setacci molecolari di scarto 14, rifiuti minerari e metallurgici 15, suolo abbandonato dall'ingegneria 8 e suolo agricolo6, ecc.
Qui, la terra rossa, un materiale ricco di silicio e alluminio abbondante e facilmente ottenibile, è stata adottata come materia prima, ed è stato sviluppato un approccio di chimica verde facile per la sintesi di materiale composito zeolite di tipo Fe2O3 / FAU (Figura 1). I parametri di sintesi dettagliati sono stati finemente sintonizzati. Il materiale sintetizzato mostra un'elevata capacità di immobilizzazione per la bonifica dell'acqua contaminata da metalli pesanti. Il presente studio dovrebbe essere istruttivo per i ricercatori correlati che sono interessati a questo settore per utilizzare il suolo come materia prima per la sintesi di eco-materiali.

<table><tbody><tr><td><forte>Sostanze chimiche</forte></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nitrato di cadmio tetraidrato</td><td>Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD</td><td>C102676</td><td>AR, 99%. Produci 1.000 ppm&nbsp; Soluzione madre per il test delle prestazioni di adsorbimento della zeolite.</td></tr><tr><td>Nitrato di cromo (III) nonaidrato</td><td>Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD</td><td>C116446</td><td>AR, 99%. Produci 1.000 ppm&nbsp; Soluzione madre per il test delle prestazioni di adsorbimento della zeolite.</td></tr><tr><td>Solfato di rame pentaidrato</td><td>Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD</td><td>C112396</td><td>AR, 99%. Produci 1.000 ppm&nbsp; Soluzione madre per il test delle prestazioni di adsorbimento della zeolite.</td></tr><tr><td>Nitrato di piombo</td><td>Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD</td><td>L112118</td><td>AR, 99%. Preparare una soluzione madre da 1.000 ppm per il test delle prestazioni di adsorbimento della zeolite.</td></tr><tr><td>Nitrato di nichel esaidrato</td><td>Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD</td><td>N108891</td><td>AR, 98%. Produci 1.000 ppm&nbsp; Soluzione madre per il test delle prestazioni di adsorbimento della zeolite.</td></tr><tr><td>Acido nitrico</td><td>Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD</td><td>N116238</td><td>AR, 69,2%. Utilizzato come solvente nel test ICP-MS.</td></tr><tr><td>Bicromato di potassio</td><td>Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD</td><td>P112163</td><td>AR, 99,8%. Produci 1.000 ppm&nbsp; Soluzione madre per il test delle prestazioni di adsorbimento della zeolite.</td></tr><tr><td>Biossido di silicio</td><td>Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD</td><td>S116482</td><td>AR, 99%. Per la sintesi della zeolite.</td></tr><tr><td>(meta)arsenito di sodio</td><td>Sigma-aldrich</td><td>S7400-100G</td><td>AR, 90%. Preparare una soluzione madre da 1.000 ppm per il test delle prestazioni di adsorbimento della zeolite.</td></tr><tr><td>Idrossido di sodio</td><td>Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD</td><td>S111502</td><td>pellet. Per la sintesi della zeolite.</td></tr><tr><td>Nitrato di zinco esaidrato</td><td>Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD</td><td>Z111703</td><td>AR, 99%. Produci 1.000 ppm&nbsp; Soluzione madre per il test delle prestazioni di adsorbimento della zeolite.</td></tr><tr><td>Equipment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Forno a secco all'aria</td><td>Shanghai Yiheng Technology Instrument Co., LTD.</td><td>DHG-9075A</td><td>Utilizzato per la cristallizzazione idrotermale e l'essiccazione del campione</td></tr><tr><td>Bilancia analitica</td><td>Sartorius Scientific Instruments Co.LTD</td><td>BSA224S-CW</td><td>Utilizzato per pesare campioni</td></tr><tr><td>Provette da centrifuga</td><td>Nantong Supin Experimental Equipment Co., LTD</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Centrifuga ad alta velocità</td><td>Hunan Xiang Yi Laboratory Instrument Development Co., LTD</td><td>H1850</td><td>Utilizzato per la separazione di solidi e Agitatore</td></tr><tr><td>magnetico multipunto</td><td>IKA Equipment Co., LTD.</td><td>RT15</td><td>Utilizzato per l'agitazione dei campioni</td></tr><tr><td>Oscillatore</td><td>Changzhou Guohua Electric Appliances Co., LTD.</td><td>SHA-B</td><td>Per una miscelazione uniforme dei campioni</td></tr><tr><td>Filtro a siringa</td><td>Tianjin Jinteng Experimental Equipment Co., LTD.</td><td></td><td>0,22 &m. Per la filtrazione.</td></tr><tr><td>Softwares</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>JADE 6.5</td><td>Dati sui materiali& (MDI)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mercury</td><td>Cambridge Crystallographic Data Centre (CCDC)Materials</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Studio</td><td>Accelrys Software Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Siti web</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Database delle strutture di zeolite: http://www.iza-structure.org/databases/</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>ICSD: https://icsd.products.fiz-karlsruhe.de/en</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

riciclaggio delle risorse della terra rossa per sintetizzare materiale composito di zeolite di tipo fe2o3/fau per la rimozione di metalli pesanti

Resource Recycling of Red Soil to Synthesize Fe2O3/FAU-type Zeolite Composite Material for Heavy Metal Removal

L'acqua inquinata da metalli pesanti è fonte di grande preoccupazione per la salute umana e l'ambiente ecologico. Le tecniche di bonifica delle acque in situ rese possibili da materiali di adsorbimento altamente efficienti sono di grande importanza in queste circostanze. Tra tutti i materiali utilizzati nella bonifica delle acque, i nanomateriali a base di ferro e i materiali porosi sono di grande interesse, beneficiando della loro ricca funzione di reattività redox e adsorbimento. Qui, abbiamo sviluppato un protocollo facile per convertire direttamente il suolo rosso ampiamente diffuso nel sud della Cina per fabbricare il materiale composito di zeolite di tipo Fe2O3 / faujasite (FAU). 
La procedura di sintesi dettagliata e i parametri di sintesi, come la temperatura di reazione, il tempo di reazione e il rapporto Si/Al nelle materie prime, sono stati accuratamente regolati. I materiali compositi sintetizzati mostrano una buona capacità di adsorbimento per i tipici ioni di metalli pesanti (loid). Con 0,001 g/mL di materiale composito di zeolite di tipo Fe2O3/FAU aggiunto a diverse soluzioni acquose inquinate da metalli pesanti (loid) (concentrazione di singolo tipo di metallo pesante (loid): 1.000 mg/L [ppm]), la capacità di adsorbimento è risultata essere 172, 45, 170, 40, 429, 693, 94 e 133 mg/g per Cu (II), Cr (III), Cr (VI), Come (III), Cd (II), Pb (II), Zn (II) e Ni (II), rispettivamente, che possono essere ulteriormente ampliati per la bonifica dell'acqua inquinata da metalli pesanti e del suolo.

La figura 1 illustra il percorso di sintesi complessivo della zeolite basato sulla strategia "suolo per la bonifica del suolo"6. Con un semplice percorso privo di organici, la terra rossa può essere convertita in materiale composito zeolite di tipo Fe2O3 / FAU senza aggiungere alcuna fonte di Fe o Al. Il materiale composito di zeolite sintetizzato presenta un'eccellente capacità di rimozione per la bonifica delle acque inquinate da metalli pesant...

Questo articolo presenta un nuovo e conveniente percorso per sintetizzare materiale composito di zeolite di tipo Fe2O3 / faujasite (FAU) dalla terra rossa. I parametri di sintesi dettagliati sono stati finemente sintonizzati. Il materiale composito ottenuto può essere utilizzato per un'efficiente bonifica delle acque contaminate da metalli pesanti, indicando le sue potenziali applicazioni nell'ingegneria ambientale.

Riciclaggio delle risorse della terra rossa per sintetizzare materiale composito di zeolite di tipo Fe2O3/FAU per la rimozione di metalli pesanti

Heavy metal-polluted water is of great concern to human health and the eco-environment. In situ water remediation techniques enabled by highly efficient ...

È stato sviluppato un approccio di chimica verde per convertire il terreno rosso ampiamente distribuito nel materiale composito di zeolite FAU di ossido di ferro. Questo materiale è in grado di rimuovere i ferri metallici in acqua e ripristinare la salute dell'acqua. Questo protocollo dimostra la strategia di utilizzare direttamente il suolo come materia prima per i sensori di materiali ecologici e fornisce informazioni sull'utilizzo delle risorse di quattro terreni tipici basati sulla filosofia del ciclo elementare.Il presente studio può essere informativo per i ricercatori correlati che sono interessati all'utilizzo delle risorse del suolo. Ora questa può essere la sintesi materiale e la mediazione dell'acqua. Per iniziare, rimuovere lo strato superiore di 30 centimetri del terreno contenente piante e materia organica residua nel sito di raccolta, raccogliere la terra rossa e asciugarla all'aria a temperatura ambiente.Dopo una corretta asciugatura, filtrare il terreno attraverso un setaccio a 30 maglie. Pesare cinque grammi di questo terreno rosso pretrattato, un grammo di biossido di silicio e 7,63 grammi di idrossido di sodio e aggiungerli a una malta di agata naturale. Quindi, macinarli per due o tre minuti in una polvere fine.Per l'attivazione degli alcali, trasferire questa miscela alcalina in un rivestimento del reattore in teflon da 100 millilitri senza il rivestimento esterno in acciaio inossidabile e riscaldarlo nel forno a 200 gradi Celsius per un'ora. Quindi aggiungere 60 millilitri di acqua deionizzata nel rivestimento del reattore in teflon contenente la miscela alcalina attivata. Aggiungere una barra di agitazione delle dimensioni appropriate e mescolare la miscela a 600 RPM sull'agitatore magnetico per tre ore a 25 gradi Celsius.Per il processo di cristallizzazione, trasferire il gel omogeneo in un'autoclave in acciaio inossidabile da 100 millilitri e riscaldare il gel in un forno a 100 gradi Celsius per 12 ore. Quindi, lavare la zeolite ottenuta con acqua deionizzata più volte fino a quando il pH della soluzione è vicino a sette. Utilizzare una centrifuga per separare il solido e il liquido e raccogliere il solido sul fondo del tubo della centrifuga da 50 millilitri.Infine, asciugare il prodotto ottenuto per otto ore in un forno a 80 gradi Celsius, seguito dalla macinazione in polvere fine per la successiva caratterizzazione. Preparare 50 millilitri di 1000 parti per milione di soluzioni acquose di ione rame bivalente, ione cromo trivalente, ione cromo esavalente, ione arsenico trivalente, ione cadmio bivalente, ione piombo bivalente, ione zinco bivalente e ione nichel bivalente. E nota il pH di ogni soluzione.Quindi, aggiungere 50 milligrammi di zeolite a ciascuna soluzione di metalloide pesante. Infine, regolare il pH della soluzione con acido cloridrico molare 0,1 o idrossido di sodio molare 0,1 molare e mescolare la miscela a 600 giri al minuto per 48 ore a 25 gradi Celsius. Quindi, filtrare le soluzioni miste attraverso membrane da 0,22 micron.Diluirli a 1000 x aggiungendo una soluzione di acido nitrico al 2% e misurare le concentrazioni residue di metalloidi pesanti con spettrometria di massa al plasma accoppiata induttivamente con un intervallo di prova da 0,001 parti per milione a una parte per milione. La struttura cristallina della struttura di zeolite di tipo FAU e dell'ossido ferrico mostra che la zeolite FAU è composta da anelli tridimensionali a 12 membri. Appartiene al sistema cristallino cubico.Il gruppo spaziale è FD 3M e il parametro della cella unitaria è 24.3450 angstrom. Il modello di defrazione a raggi X della polvere del materiale composito di zeolite di tipo FAU di ossido di ferro ha rivelato una grande corrispondenza di questo campione con i materiali standard simulati, suggerendo il successo della sintesi. L'immagine al microscopio elettronico a scansione ha chiarito che il materiale composito di zeolite di tipo FAU di ossido di ferro mostra una morfologia aghiforme con elevata purezza.La mappatura della spettroscopia a raggi X a dispersione di energia mostra che i tipici elementi di composizione della zeolite come silicio, alluminio, sodio e ossigeno erano distribuiti uniformemente sul materiale e il ferro era distribuito discretamente nel materiale composito. La capacità di assorbimento del materiale composito di zeolite di tipo FAU di ossido di ferro per otto soluzioni tipiche di metalli pesanti ha mostrato una capacità affascinante per l'assorbimento bivalente di ioni piombo e ioni cadmio bivalenti. I passaggi più cruciali riguardanti la sintesi di materiali contati validi includono l'attivazione degli alcali, la preparazione del precursore e la cristallizzazione.Questo lavoro apre la strada all'utilizzo diretto del suolo come materia prima per la sintesi dei materiali del vostro mentore, che può essere ulteriormente estesa ad altri tipi di terreni per ampie applicazioni di ingegneria ambientale.

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Data l'importanza e ampio uso di palladio, oro e cobalto   metalli in attrezzature ad alta tecnologia, il loro recupero e riciclaggio costituiscono un importante sfida industriale. Il sistema di recupero di metallo qui descritto è un semplice, a basso costo mezzi per un'efficace individuazione, rimozione e recupero di questi metalli dalla miniera urbana.

Rilevamento e recupero di palladio, oro e metalli di cobalto dalla miniera urbana Utilizzando novelli Sensori / Adsorbenti designate con nanoscala Wagon a forma di ruote pori

Qui, vi presentiamo un protocollo di sintetizzare e caratterizzare i nanotubi di alluminosilicato Fe-drogati. I materiali sono ottenuti tramite sintesi sol-gel per aggiunta di FeCl 3 • 6H 2 O alla miscela contenente i precursori di Si e Al o post-sintesi ionico scambio di nanotubi di alluminosilicato preformati.

Sintesi e caratterizzazione di Fe-drogato Alluminosilicato nanotubi con una maggiore Electron proprietà conduttive

Viene presentato un protocollo per la produzione parallela di carbonato di calcio precipitato e materiale zeolitico da scorie d'altoforno tramite carbonatazione minerale e conversione idrotermale alcalina, rispettivamente. Vengono testate le prestazioni del materiale zeolitico nei confronti dell'adsorbimento del nichel.

Bidirezionale Valorizzazione di scorie d&#39;altoforno: Sintesi di carbonato di calcio precipitato e zeolitici Heavy Metal Adsorbente

Qui, presentiamo un protocollo per sintetizzare carbonio dual-drogati mesoporosi azoto/ossigeno da biomassa di attivazione chimica in modi diversi pirolisi seguita da modifiche. Dimostriamo che la pirolisi di microonde benefici del processo di modifica successivi per introdurre contemporaneamente più gruppi di funzionali di azoto e ossigeno sul carbonio.

Preparazione di biomassa mesoporosi carbonio con più alto azoto-/ ossigeno-chelante di adsorbimento per cu (II) attraverso pre-pirolisi forno a microonde

Frazionamento di dimensioni e densità di combinata (CSDF) è un metodo per separare fisicamente terreno in frazioni diverse texture (dimensione delle particelle) e mineralogia (densità). Lo scopo è quello di isolare le frazioni con differenti reattività verso la materia organica del suolo (SOM), per comprendere meglio le interazioni organo-minerali e SOM dinamiche.

Dimensione combinata e densità frazionamento dei terreni per le indagini delle interazioni di Organo-minerali

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.

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

Viene segnalato un protocollo per la progettazione razionale di un filtro elettroattivo a doppia funzionalità costituito da nanotubi di carbonio e nanofili titanati e viene presentato il loro applicazioni ambientale verso l'ossidazione e il sequestro di Sb(III).

Un filtro elettroattivo dual-functional verso l'ossidazione e il sequestro simultanei di Sb(III)

Qui, presentiamo un protocollo per lo screening della biodiversità del suolo per cercare ceppi fungini coinvolti nella degradazione di materiali recalcitranti. In primo luogo, i ceppi fungini in grado di crescere su acidi umici o lignocellulosa sono isolati. La loro attività viene poi testata sia in saggi enzimatici che su inquinanti come idrocarburi e plastiche.

Isolamento e screening dalla biodiversità del suolo per i funghi coinvolti nella degradazione dei materiali recalcitranti

Le indagini magnetiche ex situ possono fornire direttamente informazioni di massa e locali su un elettrodo magnetico per rivelare il suo meccanismo di accumulo della carica passo dopo passo. Qui, la risonanza di spin elettronico (ESR) e la suscettibilità magnetica sono dimostrate per monitorare la valutazione delle specie paramagnetiche e la loro concentrazione in una struttura metallo-organica redox-attiva (MOF).

Caratterizzazione magnetometrica di intermedi nell'elettrochimica allo stato solido di strutture metallo-organiche redox-attive

Questo protocollo presenta un sistema microfluidico per studiare la precipitazione microbica dei minerali di ossido di manganese. La formazione dei biominerali viene misurata in situ con microscopia ottica e analisi delle immagini. Questo approccio può essere adattato per indagare la precipitazione di altri minerali biogenici di colori distintivi in ambienti porosi.

Una piattaforma microfluidica per studiare la precipitazione microbica di ossidi metallici in mezzi porosi

Scopri la sintesi green di materiale composito Fe₂O₃/FAU da terra rossa per la rimozione di metalli pesanti dall'acqua. Questo metodo offre una soluzione sostenibile per l'ingegneria ambientale.

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Riciclaggio delle risorse della terra rossa per sintetizzare materiale composito di zeolite di tipo Fe₂O₃/FAU per la rimozione di metalli pesanti

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