Name: 重金属除去用Fe2O3/FAU型ゼオライト複合材料合成のための赤土の資源循環 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-06-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 52 s
Description: 学ぶ赤土からFe₂O₃/FAU型ゼオライト複合材料を合成するグリーンケミストリー手法。重金属イオンを効果的に除去し、水質浄化に応用可能な持続可能な環境材料開発の基礎を理解できます。

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この研究は、中国広東省の著名な若手学者のための自然科学基金、No.2020B151502094によって財政的に支援されました。中国国家自然科学基金会、第21777045号および第22106064号。深セン科学技術イノベーション委員会の設立、中国、JCYJ20200109141625078;中国広東省大学およびカレッジの2019年ユースイノベーションプロジェクト、No.2019KQNCX133および広東省の科学技術イノベーション戦略のための特別基金(PDJH2021C0033)。この研究は、深セン界面科学工学研究所(No.ZDSYS20200421111401738)、広東省土壌および地下水汚染防止重点研究所(2017B030301012)、および統合地表水-地下水汚染防止の州環境保護主要研究所。特に、SUSTechコア研究施設からの技術支援を認めています。

1.原材料の収集と処理
<ol><li>赤土収集<ol><li>赤い土を集めます。植物と残留有機物を含む土壌の最上層30 cmを取り除きます。 注:この実験では、中国広東省深センにある南方科技大学(SUSTech)のキャンパスで赤い土を集めました(113°59' E、22°36' N)。</li>
	</ol></li>
	<li>赤土処理<ol><li>集めた赤土を室温で風乾し、30メッシュのふるいでろ過します。大きな石や葉のほとんどを取り除きます。誘導結合プラズマ質量分析(ICP-MS)16を使用して赤土中の重金属(ロイド)濃度(表1)を測定し、不要な汚染が発生していないことを確認します。 注意: 原材料には大きな非シリコンまたはアルミニウム含有物がほとんど含まれないため、小さな穴のあるふるいをお勧めします。ここでは、この実験で原料を処理するには30メッシュのふるいで十分です。</li>
	</ol></li>
</ol>2.Fe2O3/FAU型ゼオライト合成
<ol><li>アルカリ混合粉末の調製<ol><li>5 gの前処理された赤い土、1 gのSiO2、および7.63 gのNaOHを量り、それらを天然の瑪瑙乳鉢に加えます。それらを2〜3分間粉砕して微粉末にします。実験室の相対湿度が65%〜72%であることを確認してください。 注:NaOHは非常に吸湿性が高いため、粉砕時間に注意してください。空気雰囲気から水を簡単に吸収できます。中程度の湿ったアルカリ粉末は、実験の次のステップにとって非常に重要です。粉砕時間は実験室の湿度に関連しています。</li>
	</ol></li>
	<li>アルカリ融合/活性化<ol><li>アルカリ混合物を、ステンレス鋼の外装のない100mLテフロン(登録商標)リアクターライナーに移します。200°Cのオーブンで1時間加熱します。 注:このステップの目的は、強塩基NaOHを利用してSi-O結合とAl-O結合17 を活性化し、Al、Si、およびO原子が再集合して目的のアルミノケイ酸塩ゼオライトを形成することです。</li>
	</ol></li>
	<li>ゼオライト前駆体の調製<ol><li>活性アルカリ混合物を含むテフロン(登録商標)反応器ライナーに60mLの脱イオン水を加える。適切なサイズの攪拌子を追加し、マグネチックスターラーで600rpmで25°Cで3時間攪拌します。 ゼオライト前駆体18として均質なゲルが形成されるのを待つ。</li>
	</ol></li>
	<li>晶化<ol><li>均質なゲルを100 mLのステンレス製オートクレーブに移し、100°Cのオーブンで12時間加熱します。デフォルトの冷却プログラムに従ってオーブンが室温に冷えるまで待って、オーブンのドアを開けてオートクレーブを取り出します。 注:オートクレーブは高温下で高圧を発生させ、結晶化プロセスを促進します。高圧による爆発を防ぐために、常に室温に達するのを待ちます。</li>
	</ol></li>
	<li>得られたゼオライトをイオン交換水で溶液のpHが7に近づくまで数回洗浄する。遠心分離機を使用して固体と液体を分離し、50 mL遠心チューブの底に固体を収集します。最後に、得られた生成物を80°Cのオーブンで8時間乾燥させ、その後の特性評価のために微粉末に粉砕します。</li>
	<li>評価<ol><li>赤色土の蛍光X線(XRF)分光計の結果を取得します(図2)。土壌の無機元素濃度を正確に測定するために使用されます19。</li>
		<li>無機結晶構造データベース(ICSD)からFe2O3の結晶情報ファイル(CIF)を取得します。ゼオライト構造データベースからFAU型ゼオライトのCIFファイルを取得します。 注:マーキュリーとマテリアルスタジオ(MS)はどちらも結晶構造可視化ツールとして使用できます。本研究では、Fe2O3構造の可視化に水銀を用い、FAU型ゼオライトにMSを用いました(図3)。</li>
		<li>粉末X線回折(PXRD)パターンを取得して、合成中のFe2O3/FAU型ゼオライト複合材料の相を確認します(図4)20。JADE 6.5ソフトウェアを使用して、Fe2O3およびFAU型ゼオライトのシミュレートされたPXRDパターンと比較してください。 注:ケンブリッジ結晶学データセンター(CCDC)によって開発されたMercuryソフトウェアは、完全に特定された無機結晶構造の世界最大のデータベースであるICSDから取得した標準材料のCIFファイルに基づいてPXRDパターンを計算できます。</li>
		<li>走査型電子顕微鏡(SEM)画像(図5)を取得し、形態20を確認した。</li>
		<li>透過型電子顕微鏡(TEM)エネルギー分散型X線分光法(EDS)マッピング(図6)を取得して、化学組成6を決定しました。 注:SEM-EDSマッピングと比較して、TEM-EDSマッピングは少量の元素組成を検出できます。</li>
	</ol></li>
</ol>3. バッチ吸着実験
<ol><li>1,000 ppm の Cu (II)、Cr (III)、Cr (VI)、As (III)、Cd (II)、Pb (II)、Zn (II)、および Ni (II) 水溶液 50 mL を調製します。各溶液のpHに注意してください。</li>
	<li>各重金属(ロイド)溶液に50mgのゼオライトを加えます。混合溶液のpHを0.1 M HClまたは0.1 M NaOHで微調整します。混合物を600rpmで25°Cで48時間攪拌します。 注:各重金属(ロイド)イオンは、金属水酸化物沈殿なしで安定したpH範囲を有する。最終的な混合溶液のpHをpH範囲に調整して、重金属(ロイド)濃度の低下がゼオライトの性能に起因するようにします。</li>
	<li>Cu(II)、Cr(III)、Cr(VI)、As(III)、Cd(II)、Pb(II)、Zn(II)、Ni(II)の最終混合溶液のpHをそれぞれ4.2、3.9、6.4、7.8、5.8、5.2、5.7、および6.4に調整します。</li>
	<li>混合溶液を0.22 μmメンブレンでろ過します。2%HNO3溶液を加えて1,000倍に希釈します。誘導結合プラズマ質量分析(ICP-MS)16を使用して、0.001ppmから1ppmのテスト範囲で残留重金属(ロイド)濃度を測定します(図6)。ICP-MS の動作パラメータについては、表 2 を参照してください。</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>Zheng, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Converting+loess+into+zeolite+for+heavy+metal+polluted+soil+remediation+based+on+%26%2334%3Bsoil+for+soil-remediation%26%2334%3B+strategy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Hazardous+Materials%22%5BJournal%5D)">Converting loess into zeolite for heavy metal polluted soil remediation based on &#34;soil for soil-remediation&#34; strategy.</a> Journal of Hazardous Materials. 412, 125199(2021).</li>
<li>Cheng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feasible+low-cost+conversion+of+red+mud+into+magnetically+separated+and+recycled+hybrid+SrFe12O19%40NaP1+zeolite+as+a+novel+wastewater+adsorbent%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Engineering+Journal%22%5BJournal%5D)">Feasible low-cost conversion of red mud into magnetically separated and recycled hybrid SrFe12O19@NaP1 zeolite as a novel wastewater adsorbent.</a> Chemical Engineering Journal. 417, 128090(2021).</li>
<li>Yang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Remediation+of+Cu-polluted+soil+with+analcime+synthesized+from+engineering+abandoned+soils+through+green+chemistry+approaches%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Hazardous+Materials%22%5BJournal%5D)">Remediation of Cu-polluted soil with analcime synthesized from engineering abandoned soils through green chemistry approaches.</a> Journal of Hazardous Materials. 406, 124673(2021).</li>
<li>Song, W., Li, G., Grassian, V. H., Larsen, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+improved+materials+for+environmental+applications%3A+Nanocrystalline+NaY+zeolites%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Development of improved materials for environmental applications: Nanocrystalline NaY zeolites.</a> Environmental Science & Technology. 39 (5), 1214-1220 (2005).</li>
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<li>Kirdeciler, S. K., Akata, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One+pot+fusion+route+for+the+synthesis+of+zeolite+4A+using+kaolin%29%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Powder+Technology%22%5BJournal%5D)">One pot fusion route for the synthesis of zeolite 4A using kaolin).</a> Advanced Powder Technology. 31 (10), 4336-4343 (2020).</li>
<li>Rubtsova, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoarchitectural+approach+for+synthesis+of+highly+crystalline+zeolites+with+a+low+Si%2FAl+ratio+from+natural+clay+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Microporous+and+Mesoporous+Materials%22%5BJournal%5D)">Nanoarchitectural approach for synthesis of highly crystalline zeolites with a low Si/Al ratio from natural clay nanotubes.</a> Microporous and Mesoporous Materials. 330, 111622(2022).</li>
<li>Setthaya, N., Chindaprasirt, P., Pimraksa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+zeolite+nanocrystals+via+hydrothermal+and+solvothermal+synthesis+using+of+rice+husk+ash+and+metakaolin%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+Forum%22%5BJournal%5D)">Preparation of zeolite nanocrystals via hydrothermal and solvothermal synthesis using of rice husk ash and metakaolin.</a> Materials Science Forum. 872, 242-247 (2016).</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>
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<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>

著者は開示する利益相反を持っていません。

ゼオライトは通常、アルミノケイ酸塩材料です。理論的には、ケイ酸塩とアルミン酸塩が豊富な材料をゼオライト合成の原料として選択できます。原材料のSi / Al比は、追加のシリコン/アルミニウム源の使用を最小限に抑えるために、選択したタイプのゼオライトのそれと同様でなければなりません6,8,16。FAU型ゼオライトのSi/Al比は1.2、赤土のSi/Al比は1.3です。したがって、赤い土壌はFAU型ゼオライト合成のための完璧なSiおよびAl源です。しかしながら、この方法では、赤土中の全てのSiO2がゼオライトへの移行に成功したわけではない。そして、私たちのプロトコルでは、ゼオライト合成に追加のSiO2が必要です。また、赤土はFe2O3を7.65重量%含んでいるため、複合材料の調製時にFe源を追加する必要がなかった。
...

人為的および自然活動からの重金属(ロイド)は、空気、水、土壌環境に遍在しています1。それらは高い移動性と毒性があり、直接接触または食物連鎖輸送を介して人間に潜在的な健康リスクをもたらします2。水はすべての家族の原料であるため、人間の生活に不可欠です。水の健康を回復することは非常に重要です。したがって、水中の有毒な重金属(ロイド)の移動性とバイオアベイラビリティを低下させることが非常に重要です。水中の健康を維持するために、バイオ炭、鉄ベースの材料、ゼオライトなどの水浄化材料は、水性環境からの重金属(ロイド)の固定化または除去に重要な役割を果たします3,4,5。
ゼオライトは、結晶構造に独特の細孔とチャネルを持つ高結晶材料です。それらは、共有O原子によって接続されたTO4 四面体(Tは中心原子、通常はSi、Al、またはP)で構成されています。細孔内の負の表面電荷と交換可能なイオンにより、重金属で汚染された水や土壌の浄化に広く使用されているイオン捕捉用の一般的な吸着剤となっています。それらの構造の恩恵を受けて、ゼオライトによる汚染物質除去に関与する修復メカニズムには、主に化学結合6、表面静電相互作用7、およびイオン交換8が含まれます。
フォージャサイト(FAU)型ゼオライトは比較的大きな細孔を有し、最大細孔径は11.24 Åである。これは、汚染物質除去のための高効率と幅広いアプリケーションを示しています9,10。近年、広範な研究が、シリコンおよびアルミニウム源を提供するための原料として工業用固形廃棄物11を使用すること、または指示剤フリーのレシピを採用するなど、ゼオライト合成のためのグリーンで低コストのルーチンの開発に専念しています12。シリコンおよびアルミニウム源となり得る代替産業固形廃棄物には、石炭脈石13、フライアッシュ11、廃モレキュラーシーブ14、鉱業および冶金廃棄物15、工学放棄土壌8、および農業土壌6などが含まれる。
ここでは、豊富で入手しやすいケイ素とアルミニウムに富む材料である赤土を原料とし、Fe2O3/FAU型ゼオライト複合材料合成のための簡単なグリーンケミストリーアプローチを開発しました(図1)。詳細な合成パラメータは微調整されています。合成されたままの材料は、重金属汚染水浄化のための高い固定化能力を示します。本研究は、この分野に関心のある関連研究者にとって、土壌をエコマテリアル合成の原料として使用するための有益であるはずです。

<table><tbody><tr><td>Chemicals</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>硝酸カドミウム四水和物</td><td>上海アラジンバイオケムテクノロジー株式会社</td><td>C102676</td><td>AR、99%。1,000ppmを作る&nbsp;ゼオライトの吸着性能試験のためのストックソリューション。</td></tr><tr><td>硝酸クロム(III)非水和物</td>上海<td>アラジンバイオケムテクノロジー株式会社</td><td>C116446</td><td>AR、99%。1,000ppmを作る&nbsp;ゼオライトの吸着性能試験のためのストックソリューション。</td></tr><tr><td>硫酸銅五水和物</td><td>上海アラジンバイオケムテクノロジー株式会社</td><td>C112396</td><td>AR、99%。1,000ppmを作る&nbsp;ゼオライトの吸着性能試験のためのストックソリューション。</td></tr><tr><td>硝酸鉛</td><td>上海アラジンバイオケムテクノロジー株式会社</td><td>L112118</td><td>AR、99%。ゼオライトの吸着性能試験のために1,000ppmの原液を作製します。</td></tr><tr><td>硝酸ニッケル六水和物</td><td>上海アラジンバイオケムテクノロジー株式会社</td><td>N108891</td><td>AR、98%。1,000ppmを作る&nbsp;ゼオライトの吸着性能試験のためのストックソリューション。</td></tr><tr><td>硝酸</td><td>上海アラジンバイオケムテクノロジー株式会社</td><td>N116238</td><td>AR、69.2%。ICP-MS試験の溶媒として使用されます。</td></tr><tr><td>重クロム酸カリウム</td><td>上海アラジンBio-Chem Technology Co.、株式会社</td><td>P112163</td><td>AR、99.8%。1,000ppmを作る&nbsp;ゼオライトの吸着性能試験のためのストックソリューション。</td></tr><tr><td>二酸化ケイ素</td><td>上海アラジンバイオケムテクノロジー株式会社S116482</td><td></td><td>AR、99%。ゼオライトの合成用。</td></tr><tr><td>亜ヒ酸ナトリウム</td><td>Sigma-aldrich</td><td>S7400-100G</td><td>AR、90%。ゼオライトの吸着性能試験のために1,000ppmの原液を作製します。</td></tr><tr><td>水酸化ナトリウム</td><td>上海アラジンバイオケムテクノロジー株式会社</td><td>S111502</td><td>ペレット。ゼオライトの合成用。</td></tr><tr><td>硝酸亜鉛六水和物</td><td>上海アラジンバイオケムテクノロジー株式会社</td><td>Z111703</td><td>AR、99%。1,000ppmを作る&nbsp;ゼオライトの吸着性能試験のためのストックソリューション。</td></tr><tr><td>Equipment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Air乾燥オーブン</td><td>上海Yihengの技術器械Co.、株式会社。</td><td>DHG-9075A</td><td>サンプルの水熱結晶化と乾燥に使用</td></tr><tr><td>分析バランス</td><td>ザルトリウス科学機器 Co.LTD</td><td>BSA224S-CW</td><td>サンプルの計量に使用</td></tr><tr><td>遠心分離管</td><td>南通Supin実験装置有限公司</td><td></td><td></td></tr><tr><td>高速遠心分離機</td><td>湖南省 Xiang Yi 実験装置開発有限公司</td><td>H1850</td><td>固体の分離に使用液体試料</td></tr><tr><td>用マルチポイントマグネチックスターラー</td><td>IKA Equipment Co.,LTD.</td><td>RT15</td><td>攪拌サンプルの</td></tr><tr><td>発振器</td><td>Changzhou Guohua Electric Appliances Co.,LTD.</td><td>SHA-B</td><td>試料の均一混合用</td></tr><tr><td>シリンジ駆動フィルター</td><td>天津金天実験装置有限公司</td><td></td><td>0.22 &mu;m. ろ過用。</td></tr><tr><td>Softwares</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>JADE 6.5</td><td>材料データ&(MDIの)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>マーキュリー</td><td>・ケンブリッジ結晶学データセンター(CCDC)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Materials Studio</td><td>Accelrys Software Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Websites</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ゼオライト構造のデータベース: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>

重金属除去用fe2o3/fau型ゼオライト複合材料合成のための赤土の資源循環

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

重金属で汚染された水は、人間の健康と生態環境にとって大きな懸念事項です。このような状況では、高効率の吸着材料によって可能になる原位置の水浄化技術が非常に重要です。水質浄化に使用されるすべての材料の中で、鉄ベースのナノ材料と多孔質材料は、それらの豊富な酸化還元反応性と吸着機能の恩恵を受けて、非常に興味深いものです。ここでは、中国南部に広く普及している赤い土壌を直接変換して、Fe2O3 /フォージャサイト(FAU)型ゼオライト複合材料を製造するための簡単なプロトコルを開発しました。
反応温度、反応時間、原料中のSi/Al比などの詳細な合成手順と合成パラメータは慎重に調整されています。合成された複合材料は、典型的な重金属(ロイド)イオンに対して良好な吸着能力を示します。0.001 g/mL Fe2O3/FAU型ゼオライト複合材料を異なる重金属(ロイド)汚染水溶液(単一タイプの重金属(ロイド)濃度:1,000 mg/L [ppm])に添加すると、Cu(II)、Cr(III)、Cr(VI)の吸着能力は172、45、170、40、429、693、94、および133 mg/gであることが示されました。 As(III)、Cd(II)、Pb(II)、Zn(II)、Ni(II)の除去は、それぞれ重金属汚染水および土壌浄化のためにさらに拡大することができる。

図1は、「土壌浄化のための土壌」戦略6に基づくゼオライトの全体的な合成経路を示す。単純な有機物フリールートで、赤い土壌はFeまたはAl源を添加することなくFe2O3 / FAU型ゼオライト複合材料に変換できます。合成されたままのゼオライト複合材料は、重金属汚染水浄化に優れた除去能力を示し、土壌浄化に使用できます。
図2は、赤土のXRF分析の結果を示しています。赤土の主な組成は、SiO 2、Al 2 O 3、およびFe2O3です。
図3は、FAU型ゼオライト骨格とFe2O3の結晶構造を示す。FAU型ゼオライトは...

本稿では、赤色土からFe2O3/ファウジャサイト(FAU)型ゼオライト複合材料を合成するための斬新で便利なルートを紹介します。詳細な合成パラメータは微調整されています。得られた複合材料は、重金属汚染水処理の効率化に利用でき、環境工学への応用が期待されています。

重金属除去用Fe2O3/FAU型ゼオライト複合材料合成のための赤土の資源循環

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

広く分布している赤い土を酸化鉄FAUゼオライト複合材料に変換するために、グリーンケミストリーアプローチが開発されました。この材料は可能です 水中の髪の金属鉄を取り除き、水の健康を回復します。このプロトコルは、エコマテリアルセンサーの原料として土壌を直接使用する戦略を示し、元素循環哲学に基づいて4つの典型的な土壌の資源利用に関する洞察を提供します。本研究は、土壌資源利用に関心のある関連研究者にとって有益である。今、それは材料合成と水媒介である可能性があります。まず、採取場所で植物や残留有機物を含む土壌の最上層30cmを取り除き、赤い土壌を回収して室温で風乾します。適切に乾燥させた後、30メッシュのふるいを通して土壌をろ過します。この前処理された赤い土5グラム、二酸化ケイ素1グラム、水酸化ナトリウム7.63グラムの重さを量り、それらを天然の瑪瑙乳鉢に加えます。次に、それらを2〜3分間微粉末に粉砕します。アルカリ活性化のために、このアルカリ混合物をステンレス鋼の外装なしで100ミリリットルのテフロン(登録商標)リアクターライナーに移し、摂氏200度のオーブンで1時間加熱する。次に、活性化アルカリ混合物を含むテフロン(登録商標)反応器ライナーに60ミリリットルの脱イオン水を加える。適切なサイズの攪拌子を追加し、マグネチックスターラーで600 RPMで摂氏25度で3時間混合物を攪拌します。結晶化プロセスでは、均質なゲルを100ミリリットルのステンレス鋼オートクレーブに移し、摂氏100度のオーブンで12時間加熱します。次に、得られたゼオライトをイオン交換水で溶液pHが7近くなるまで数回洗浄する。遠心分離機を使用して固体と液体を分離し、50ミリリットルの遠沈管の底に固体を収集します。最後に、得られた製品を摂氏80度のオーブンで8時間乾燥させ、続いてそれを微粉末に粉砕してその後の特性評価を行う。二価銅イオン、三価クロムイオン、六価クロムイオン、三価ヒ素イオン、二価カドミウムイオン、二価鉛イオン、二価亜鉛イオン、二価ニッケルイオンの1000ppm水溶液を50ミリリットル調製する。そして各溶液のpHに注意してください。次に、各重半金属溶液に50ミリグラムのゼオライトを加えます。最後に、0.1モルの塩酸または0.1モルの水酸化ナトリウムで溶液のpHを調整し、摂氏25度で48時間、毎分600回転で混合物を攪拌します。次に、混合溶液を0.22ミクロンのメンブレンでろ過します。2%硝酸溶液を加えて1000倍に希釈し、0.001ppmから100万分の1の試験範囲で誘導結合プラズマ質量分析で残留重半金属濃度を測定します。FAU型ゼオライトフレームワークと三二酸化鉄の結晶構造は、FAU型ゼオライトが三次元の12員環で構成されていることを示しています。それは立方晶系に属します。空間群はFD 3

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環境

そのため、パラジウム、金とコバルトの重要性と広範な使用の ハイテク機器における金属は、その回収・リサイクルは重要な産業の課題となっています。本明細書に記載の金属回収装置は、簡単​​、低コストで効果的な検出、除去、都市鉱山からこれらの金属を回収するための手段です。...

検出とパラジウムの回収は、都市鉱山からの金やコバルト金属は、ナノスケールワゴンホイール形の細孔を有する指定小説センサ/吸着剤を使用しました

ここでは、Feドープアルミノシリケートナノチューブを合成し、特徴づけるためのプロトコルを提示します。材料は、シリコンとAl前駆体を含む混合物に•6H 2 OのFeCl 3の添加時または予備成形アルミノケイナノチューブの合成後のイオン交換のいずれかによって、ゾル-ゲル合成によって得られます。...

強化された電子導電特性を持つFeドープアルミノシリケートナノチューブの合成とキャラクタリゼーション

高炉スラグからの沈殿炭酸カルシウムとゼオライト材料の並行生産のためのプロトコルが、それぞれ鉱物の炭酸化とアルカリ熱水変換によって提示されます。ニッケル吸着に対するゼオライト材料の性能がテストされます。...

高炉スラグの双方向の物価安定政策：沈殿した炭酸カルシウムおよびゼオライト重金属吸着剤の合成

ここでは、異なる分解モード変更後に薬品賦活法によるバイオマスからデュアル ドープ...

高い窒素-メソ孔炭素のバイオマス ベースの準備/電子レンジ前熱分解による銅 (ii) 酸素キレート吸着

合計サイズおよび密度の分別 (CSDF)、テクスチャ (粒子径) と鉱物 (密度) の異なる画分に土壌を物理的に分離する方法です。目的は、有機・無機相互作用と SOM のダイナミクスを理解するために分数の土壌有機物 (SOM)...

合計サイズおよび有機・無機相互作用の調査のための土壌密度分別

本研究では、地下水からヒ素を吸着するカチオン性N、N-ジメチルアミノプロピラクリラアミドメチル塩化メチル塩化メチル(DMAPAAQ)ポリマーゲルと水酸化鉄からなる吸着剤を用意した。ゲルは、その構造内の鉄粒子の最大含有量を確保するように設計された新しい方法を介して調製されました。...

水酸化鉄を含浸させたカチオン性ポリマーゲルを用いたヒ素の除去

カーボンナノチューブとチタン酸ナノワイヤーからなる二重機能電気活性フィルタの合理的な設計のためのプロトコルが報告され、Sb(III)酸化と隔離に向けた環境応用が提示される。...

Sb(III) 酸化と隔離を同時に行う二重機能電気活性フィルタ

ここでは、土壌生物多様性をスクリーニングして、不本意な物質の分解に関与する真菌株を探すためのプロトコルを提示する。まず、フミン酸またはリグノセルロース上で増殖することができる真菌株が単離される。その後、それらの活性は酵素アッセイと炭化水素やプラスチックなどの汚染物質の両方でテストされます。...

難治性物質の分解に関与する菌類の土壌生物多様性からの単離とスクリーニング

酸化還元活性金属-有機骨格の固体電気化学における中間体の磁気特性評価

このプロトコルは、マンガン酸化物鉱物の微生物沈殿を研究するためのマイクロ流体システムを提示します。バイオミネラル形成は、光学顕微鏡と画像解析を用いて 現地 で測定されます。...

多孔質媒体中の金属酸化物の微生物沈殿を調査するためのマイクロ流体プラットフォーム

学ぶ赤土からFe₂O₃/FAU型ゼオライト複合材料を合成するグリーンケミストリー手法。重金属イオンを効果的に除去し、水質浄化に応用可能な持続可能な環境材料開発の基礎を理解できます。

重金属除去用_Fe2O3/FAU型ゼオライト複合材料合成のための赤土の資源循環

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