Summary
Denna artikel presenterar en ny och bekväm väg att syntetiseraFe2O3/faujasite (FAU)-typ zeolit kompositmaterial från röd jord. De detaljerade syntesparametrarna har finjusterats. Det erhållna kompositmaterialet kan användas för effektiv sanering av tungmetallförorenat vatten, vilket indikerar dess potentiella tillämpningar inom miljöteknik.
Abstract
Tungmetallförorenat vatten är av stor betydelse för människors hälsa och miljön. In situ vattenreningstekniker som möjliggörs av högeffektiva adsorptionsmaterial är av stor betydelse under dessa omständigheter. Bland alla material som används vid vattenrening är järnbaserade nanomaterial och porösa material av stort intresse och drar nytta av deras rika redoxreaktivitet och adsorptionsfunktion. Här utvecklade vi ett facilt protokoll för att direkt konvertera den vidsträckta röda jorden i södra Kina för att tillverka Fe2O3/faujasite (FAU)-typ zeolit kompositmaterial.
Det detaljerade syntesförfarandet och syntesparametrarna, såsom reaktionstemperatur, reaktionstid och Si/Al-förhållandet i råmaterialen, har noggrant ställts in. De syntetiserade kompositmaterialen visar god adsorptionskapacitet för typiska tungmetalljoner (loid). Med 0,001 g/ml Fe2O3/FAU-typ zeolitkompositkompositmaterial tillsatt till olika tungmetall(loid)-förorenade vattenlösningar (koncentration av tungmetall(loid): 1 000 mg/l [ppm]) visade sig adsorptionskapaciteten vara 172, 45, 170, 40, 429, 693, 94 och 133mg/g för Cu (II), Cr (III), Cr (VI), Som (III), Cd (II), Pb (II), Zn (II) respektive Ni (II) avlägsnande, som kan utökas ytterligare för tungmetallförorenat vatten och marksanering.
Introduction
Tungmetaller (loid) från antropogena och naturliga aktiviteter är allestädes närvarande i luft-, vatten- och markmiljön1. De har hög rörlighet och toxicitet och utgör en potentiell hälsorisk för människor genom direktkontakt eller via transport i livsmedelskedjan2. Vatten är avgörande för människors liv eftersom det är varje familjs råvara. Att återställa vattenhälsan är avgörande. Därför är det av stor vikt att minska rörligheten och biotillgängligheten för giftiga tungmetaller i vatten. För att upprätthålla god hälsa i vatten spelar vattenreningsmaterial, såsom biokol, järnbaserade material och zeolit, en viktig roll för att immobilisera eller ta bort tungmetaller (loid) från vattenhaltiga miljöer 3,4,5.
Zeoliter är mycket kristallina material med unika porer och kanaler i sina kristallstrukturer. De består av TO4 tetraeder (T är den centrala atomen, vanligtvis Si, Al eller P) förbunden med delade O-atomer. Den negativa ytladdningen och utbytbara joner i porerna gör det till ett populärt adsorbent för joninfångning, som har använts i stor utsträckning vid tungmetallförorenat vatten och marksanering. Genom att dra nytta av deras strukturer inkluderar saneringsmekanismerna som är involverade i avlägsnande av föroreningar av zeoliter huvudsakligen kemisk bindning6, ytelektrostatisk interaktion7 och jonbyte8.
Faujasite (FAU)-typ zeolit har relativt stora porer, med en maximal pordiameter på 11,24 Å. Den visar hög effektivitet och breda tillämpningar för avlägsnande av föroreningar 9,10. Under de senaste åren har omfattande forskning ägnats åt att utveckla gröna och billiga rutiner för zeolitsyntes, såsom att använda industriellt fast avfall11 som råmaterial för att tillhandahålla kisel- och aluminiumkällor, eller anta riktmedelsfria recept12. De rapporterade alternativa industriella fasta avfallen som kan vara kisel- och aluminiumkällor inkluderar kolgangue13, flygaska 11, avfallsmolekylsiktar 14, gruv- och metallurgiskt avfall 15, teknikövergiven jord8 och jordbruksjord6, etc.
Häri antogs röd jord, ett rikligt och lätt erhållet kisel- och aluminiumrikt material, som råmaterial, och en facil grön kemimetod utvecklades förFe2O3/FAU-typ zeolitkompositmaterialsyntes (figur 1). De detaljerade syntesparametrarna har finjusterats. Det syntetiserade materialet visar hög immobiliseringskapacitet för tungmetallförorenat vattenrening. Den aktuella studien bör vara lärorik för relaterade forskare som är intresserade av detta område att använda mark som råvara för ekomaterialsyntes.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Insamling och behandling av råvaror
- Röd jorduppsamling
- Samla den röda jorden. Ta bort det 30 cm översta lagret av jorden som innehåller växter och kvarvarande organiskt material.
OBS: I detta experiment samlades den röda jorden på campus vid Southern University of Science and Technology (SUSTech), Shenzhen, Guangdong, Kina (113 ° 59 'E, 22 ° 36 ' N).
- Samla den röda jorden. Ta bort det 30 cm översta lagret av jorden som innehåller växter och kvarvarande organiskt material.
- Behandling av röd jord
- Lufttorka den uppsamlade röda jorden vid rumstemperatur och filtrera den genom en 30-maskig sil. Ta bort de flesta av de stora stenarna och bladen. Mät tungmetallkoncentrationen (lod) (tabell 1) i den röda jorden med induktivt kopplad plasmamasspektrometri (ICP-MS)16 för att säkerställa att det inte införs någon oönskad förorening.
OBS: En sikt med små hål rekommenderas eftersom få stora icke-kisel- eller aluminiuminnehållande föremål kommer att finnas i råmaterialet. Här är en 30-maskig sikt tillräcklig för att behandla råmaterialet i detta experiment.
- Lufttorka den uppsamlade röda jorden vid rumstemperatur och filtrera den genom en 30-maskig sil. Ta bort de flesta av de stora stenarna och bladen. Mät tungmetallkoncentrationen (lod) (tabell 1) i den röda jorden med induktivt kopplad plasmamasspektrometri (ICP-MS)16 för att säkerställa att det inte införs någon oönskad förorening.
2.Fe2O3/FAU-typ zeolitsyntes
- Framställning av alkaliblandningspulver
- Väg 5 g förbehandlad röd jord, 1 g SiO2 och 7,63 g NaOH och tillsätt dem till en naturlig agatmortel. Mal dem i 2-3 min till ett fint pulver. Se till att den relativa luftfuktigheten i laboratoriet är 65% -72%.
OBS: Var försiktig med sliptiden eftersom NaOH är mycket hygroskopisk. Det kan lätt absorbera vatten från luftatmosfären. Ett medelfuktigt alkalipulver är avgörande för nästa steg i experimentet. Sliptiden är relaterad till fuktigheten i laboratoriet.
- Väg 5 g förbehandlad röd jord, 1 g SiO2 och 7,63 g NaOH och tillsätt dem till en naturlig agatmortel. Mal dem i 2-3 min till ett fint pulver. Se till att den relativa luftfuktigheten i laboratoriet är 65% -72%.
- Alkalifusion/aktivering
- Överför alkaliblandningen till ett 100 ml teflonreaktorfoder utan ytterhölje av rostfritt stål. Värm den i en ugn på 200 °C i 1 timme.
OBS: Syftet med detta steg är att använda den starka basen NaOH för att aktivera Si-O-bindningen och Al-O-bindningen17 så att Al-, Si- och O-atomerna återmonteras för att bilda önskad aluminosilikatzeolit.
- Överför alkaliblandningen till ett 100 ml teflonreaktorfoder utan ytterhölje av rostfritt stål. Värm den i en ugn på 200 °C i 1 timme.
- Beredning av zeolitprekursor
- Tillsätt 60 ml avjoniserat vatten i teflonreaktorfodret innehållande den aktiverade alkaliblandningen. Tillsätt en omrörningsstång av lämplig storlek och rör om blandningen vid 600 rpm på magnetomröraren i 3 timmar vid 25 °C. Vänta tills en homogen gel bildas som zeolitprekursor18.
- Kristallisering
- Överför den homogena gelén till en 100 ml autoklav i rostfritt stål och värm gelén i en 100 °C ugn i 12 timmar. Vänta tills ugnen svalnar till rumstemperatur enligt standardkylprogrammet för att öppna ugnsluckan och ta ut autoklaven.
OBS: Autoklaven genererar högt tryck under höga temperaturer för att öka kristalliseringsprocessen. Vänta alltid tills den når rumstemperatur för att förhindra en högtrycksgenererad explosion.
- Överför den homogena gelén till en 100 ml autoklav i rostfritt stål och värm gelén i en 100 °C ugn i 12 timmar. Vänta tills ugnen svalnar till rumstemperatur enligt standardkylprogrammet för att öppna ugnsluckan och ta ut autoklaven.
- Tvätta den erhållna zeoliten med avjoniserat vatten flera gånger tills lösningens pH är nära 7. Använd en centrifug för att separera det fasta ämnet och vätskan och samla upp det fasta ämnet i botten av 50 ml centrifugröret. Torka slutligen den erhållna produkten i 8 timmar i en ugn på 80 °C och mal den till fint pulver för efterföljande karakterisering.
- Karakterisering
- Skaffa röntgenfluorescens- (XRF) spektrometerresultatet för den röda jorden (figur 2). Den används för att noggrant mäta jordens oorganiska elementkoncentration19.
- Skaffa kristallinformationsfilen (CIF) för Fe2O3 frånden oorganiska kristallstrukturdatabasen (ICSD). Skaffa CIF-filen av FAU-typ zeolit från databasen över zeolitstrukturer.
OBS: Mercury och Materials Studio (MS) kan båda användas som visualiseringsverktyg för kristallstruktur. I detta arbete användes kvicksilver för visualisering av Fe2 O3-strukturen, och MS användes för zeoliten av FAU-typ (figur 3). - Skaffa ett pulverröntgendiffraktionsmönster (PXRD) för att bekräfta fasen av det as-syntetiserade Fe2O3/FAU-zeolitkompositmaterialet (figur 4)20. Jämför det med det simulerade PXRD-mönstret för Fe2O3 och zeolit av FAU-typ med JADE 6.5-programvara.
OBS: Mercury-programvaran som utvecklats av Cambridge Crystallographic Data Center (CCDC) kan beräkna PXRD-mönstret baserat på CIF-filen för standardmaterialen som erhållits från ICSD - världens största databas för helt identifierade oorganiska kristallstrukturer. - Skaffa en svepelektronmikroskopibild (SEM) (bild 5) för att bekräfta morfologin20.
- Förvärva transmissionselektronmikroskop (TEM) energidispersiv röntgenspektroskopi (EDS) kartläggning (figur 6) för att bestämma den kemiska sammansättningen6.
OBS: Jämfört med SEM-EDS-kartläggning kan TEM-EDS-kartläggning upptäcka låga mängder elementär sammansättning.
3. Experiment med batchadsorption
- Bered 50 ml 1 000 ppm Cu (II), Cr (III), Cr (VI), As (III), Cd (II), Pb (II), Zn (II) och Ni (II) vattenlösningar. Notera pH för varje lösning.
- Tillsätt 50 mg zeolit till varje tungmetalllösning (loid). Finjustera blandningslösningens pH med 0,1 M HCl eller 0,1 M NaOH. Rör om blandningen vid 600 rpm i 48 timmar vid 25 °C.
OBS: Varje tungmetall (loid) jon har ett stabilt pH-intervall utan metallhydroxidutfällning. Justera pH-värdet för den slutliga blandade lösningen till ett pH-intervall så att minskningen av tungmetallkoncentrationen (loid) kan hänföras till zeolitens prestanda. - Justera pH-värdet för de slutliga blandade lösningarna av Cu (II), Cr (III), Cr (VI), As (III), Cd (II), Pb (II), Zn (II) och Ni (II) till 4,2, 3,9, 6,4, 7,8, 5,8, 5,2, 5,7 respektive 6,4.
- Filtrera de blandade lösningarna genom 0,22 μm membran. Späd dem 1 000 gånger genom att tillsätta 2% HNO3-lösning . Mät resthalterna av tungmetaller (loid) (figur 6) med induktivt kopplad plasmamasspektrometri (ICP-MS)16, med ett testområde på 0,001 ppm till 1 ppm. Se tabell 2 för driftsparametrarna för ICP-MS.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Figur 1 illustrerar den övergripande syntesvägen för zeolit baserat på strategin "jord för marksanering"6. Med en enkel organisk fri väg kan röd jord omvandlas till Fe2 O3 / FAU-typ zeolit kompositmaterial utan att lägga till någon Fe- eller Al-källa. Det syntetiserade zeolitkompositmaterialet uppvisar utmärkt borttagningskapacitet för tungmetallförorenat vattenrening och kan användas för marksanering.
Figur 2 visar resultatet av XRF-analys för röd jord. Huvudkompositionen av röd jord ärSiO2, Al2O3 ochFe2O3.
Figur 3 visar kristallstrukturen hos zeolitramverket av FAU-typ ochFe2O3. Zeolit av FAU-typ tillhör det kubiska kristallsystemet, rymdgruppen är Fd-3m och enhetscellparametern är a = 24.3450 Å. Ramverket för FAU zeolit består av tredimensionella, 12-ledade ringar. Den kristallstrukturrelaterade informationen erhölls från International Zeolite Association (IZA)21, som tillhandahåller en uttömmande databas över alla zeolitstrukturer.
Figur 4 presenterar det experimentella PXRD-mönstret för detas-syntetiserade Fe2O3/FAU-typ zeolitkompositmaterialet och simulerade mönster av FAU-typ zeolit ochFe2O3. Den stora matchningen av detta prov med de simulerade standardmaterialen visar syntesens framgång. SEM-bilden visas i figur 5. Fe2O3/FAU-typ zeolitkompositmaterial visar nålliknande morfologi med hög renhet.
Resultatet av kartläggning av energidispersiv röntgenspektroskopi (EDS) visas i figur 6. De typiska zeolitkompositionselementen-Si, Al, Na och O-är jämnt fördelade på materialet, och Fe fördelas diskret i kompositmaterialet. Detta bekräftar också den framgångsrika syntesen avFe2O3/FAU-typ zeolitkompositmaterial.
Figur 7 visar adsorptionskapaciteten hosFe2O3/FAU-typ zeolitkompositmaterial för åtta typiska tungmetalllösningar. I synnerhet visar den en fascinerande hög kapacitet för Pb (II) och Cd (II) jonadsorption. pH i metalljonlösningen justerades noggrant, så ingen utfällning observerades i lösningarna.
Figur 1: Beredningsmetod för fe2O3/FAU-typ zeolitkompositkompositmaterial och dess potentiella tillämpning. Fe2O3/FAU-typ zeolitkompositmaterial syntetiserades med den typiska alkali-aktiveringshydrotermiska metoden. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2: XRF-anaylsis av den röda jorden. Förkortning: XRF = röntgenflurorescence. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3: Kristallstruktur av zeolitramverket av FAU-typ och Fe2O3-kristallstruktur. (A) Den rumsliga strukturen och särskilt porarkitekturen i FAU-typ zeolitramverket; (B)Fe2O3kristallstruktur längs c-axeln. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4: XRD-mönster av Fe2 O3/FAU-typ zeolit kompositmaterial. Förkortning: XRD = Röntgendiffraktion. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 5: SEM-bild av fe2O3/FAU-typ zeolitkompositmaterial. Ytmorfologin kännetecknades av SEM. Skalstång = 2 μm. Förkortning: SEM = svepelektronmikroskopi. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 6: TEM-EDS-avbildningsbild av Fe2O3/FAU-typ zeolitkompositmaterial. Elementfördelningen kännetecknas av TEM-EDS-kartläggning. Skalstreck = 1 μm. Förkortning: TEM-EDS = transmissionselektronmikroskopi energidispersiv röntgenspektroskopi. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 7: Adsorptionskapacitet hos det syntetiserade Fe2O3/FAU-zeolitkompositmaterialet för åtta typiska tungmetalllösningar. Adsorptionskapaciteten hos detta material undersöktes i olika tungmetallvattenlösningar. Några liknande studier 5,9 har testat tillämpligheten av denna typ av material i markmiljöer. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
| Biotillgängliga halter av tungmetaller(loid)s i den röda jorden | |
| Tungmetall(loid)s | Koncentration (mg/L) |
| Pb | 19.30 |
| Cu | 1.56 |
| CD | 0.16 |
| Zn | 11.73 |
Tabell 1: Tungmetallkoncentration (loid) i den röda jorden.
| Driftsparametrar för ICP-MS | |
| Parameter | Värde |
| Framåtriktad kraft | 1500 W |
| Plasmagasflöde | 14,0 L min-1 |
| Bärgasflöde | 0,78 L min-1 |
| Utspädningsgasflöde | 1,06 L min-1 |
| Totalt bärgasflöde | 1,84 L min-1 |
| Han gasflöde | 4,8 ml min-1 |
| QP-bias | -98 V |
| Oktober partiskhet | -100 V |
| Cell ingång | -130 V |
| Cell utgång | -150 V |
| Avlänka | -80 V |
| Plattans förspänning | -150 V |
| Nebulisator typ | Mikrodimma |
| Provupptagningsgrad | 1,0 ml min-1 |
| m/z-isotoper övervakade vid Cu-speciering | 63 Cu, 65 Cu |
| m/z isotoper av interna standarder | 115 I, 175 Lu |
| Total förvärvstid | 8 s per prov |
Tabell 2: Driftsparametrar för ICP-MS. Förkortning: ICP-MS = induktivt kopplad plasmamasspektrometri.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Zeolit är vanligtvis ett aluminosilikatmaterial. I teorin kan material som är rika på silikat och aluminat väljas som råmaterial för zeolitsyntes. Si/Al-förhållandet för råmaterialet måste likna det för den valda typen av zeolit för att minimera användningen av ytterligare kisel/aluminiumkällor 6,8,16. Si / Al-förhållandet mellan zeolit av FAU-typ är 1,2 och Si / Al-förhållandet för röd jord är 1,3. Därför är röd jord en perfekt Si- och Al-källa för zeolitsyntes av FAU-typ. Men i denna metod överfördes inte alla SiO2 i den röda jorden framgångsrikt till zeolit. Och i vårt protokoll behövs extra SiO2 för zeolitsyntesen. Eftersom den röda jorden innehöll 7,65 vikt% Fe2O3 var detinte heller nödvändigt att tillsätta extra Fe-källa i beredningen av kompositmaterial.
NaOH, SiO2 och röd jord måste blandas väl före alkaliaktiveringssteget. Förekomsten av stora granuler i blandningen kan påverka aktiveringseffektiviteten negativt. Omrörningstid är en något löst kontrollerad parameter i syntesvägen. I teorin ger längre omrörningstid bättre blandning men är mer energikrävande.
Kristallisationstiden och temperaturen stämdes noggrant i experimentet. En liten avvikelse av dessa två syntesparametrar kan orsaka syntes av olika typer av zeoliter19. Det as-syntetiserade Fe2O3 / FAU-typ zeolit kompositmaterialet testades för tillämplighet vid adsorbering av metalljoner i denna studie. Det kan förlängas för avlägsnande av ammonium eller organiskt material 10,22.
PXRD-, SEM- och TEM-EDS-kartläggning är vanliga tekniker för materialkarakterisering. PXRD används ofta för fasidentifiering23. Diffraktionstopparnas position och intensitet indikerar rik strukturinformation för det detekterade provet, såsom det interplanära avståndet och kristalliniteten. SEM-bilden används främst för att visa morfologin24. Under tiden kan storleken och enhetligheten också bekräftas. TEM-EDS-kartläggning25 användes för att bekräfta elementkompositionen. Analys av kartläggningen avslöjar en tydlig fördelning av element. ICP-MS är en extremt känslig teknik för att detektera spårkoncentrationer av tungmetall(loid)s8. Nyckeln till datanoggrannhet är en välkonstruerad standardkurva. För kvantitativ analys kan val av en lämplig intern standard effektivt kompensera för allmänna matriseffekter och korrigera analyssignalens drift, vilket förbättrar analysresultatens noggrannhet.
Detta dokument beskriver utvecklingen av ett enkelt protokoll för att direkt omvandla den utbredda röda jorden i södra Kina för att tillverka Fe2O3 / FAU-typ zeolit kompositmaterial. Med denna metod omvandlades den rikliga markresursen framgångsrikt till det högvärdiga zeolitkompositmaterialet under förhållanden med relativt låg temperatur och kort reaktionstid för avlägsnande av tungmetall (loid). Den traditionella hydrotermiska metoden som används kanske dock inte är tillräckligt effektiv och miljövänlig jämfört med andra zeolitsyntetiska metoder, såsom lösningsmedelsfri26 eller mikrovågsassisterad metod27. I framtiden kan den byggas ut ytterligare för tungmetallförorenat vatten och marksanering för att slutligen uppnå strategin "jord för marksanering"6.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inga intressekonflikter att avslöja.
Acknowledgments
Detta arbete stöddes ekonomiskt av Natural Science Funds for Distinguished Young Scholar i Guangdong-provinsen, Kina, nr 2020B151502094; National Natural Science Foundation of China, nr 21777045 och 22106064; Stiftelsen för Shenzhen Science, Technology and Innovation Commission, Kina, JCYJ20200109141625078; 2019 ungdomsinnovationsprojekt för Guangdong-universitet och högskolor, Kina, nr 2019KQNCX133 och en särskild fond för den vetenskapliga och tekniska innovationsstrategin i Guangdong-provinsen (PDJH2021C0033). Detta arbete sponsrades av Shenzhen Key Laboratory of Interfacial Science and Engineering of Materials (nr. ZDSYS20200421111401738), Guangdong Provincial Key Laboratory of Soil and Groundwater Pollution Control (2017B030301012) och State Environmental Protection Key Laboratory of Integrated Surface Water-Groundwater Pollution Control. I synnerhet erkänner vi det tekniska stödet från SUSTech Core Research Facilities.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Chemicals | |||
| Cadmium nitrate tetrahydrate | Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD | C102676 | AR, 99%. Make 1,000 ppm stock solution for the test of adsorption performance of zeolite. |
| Chromium(III) nitrate nonahydrate | Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD | C116446 | AR, 99%. Make 1,000 ppm stock solution for the test of adsorption performance of zeolite. |
| Copper sulfate pentahydrate | Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD | C112396 | AR, 99%. Make 1,000 ppm stock solution for the test of adsorption performance of zeolite. |
| Lead nitrate | Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD | L112118 | AR, 99%. Make 1,000 ppm stock solution for the test of adsorption performance of zeolite. |
| Nickel nitrate hexahydrate | Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD | N108891 | AR, 98%. Make 1,000 ppm stock solution for the test of adsorption performance of zeolite. |
| Nitric acid | Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD | N116238 | AR, 69.2%. Used as solvent in ICP-MS test. |
| Potassium dichromate | Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD | P112163 | AR, 99.8%. Make 1,000 ppm stock solution for the test of adsorption performance of zeolite. |
| Silicon dioxide | Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD | S116482 | AR, 99%. For synthesis of zeolite. |
| Sodium (meta)arsenite | Sigma-aldrich | S7400-100G | AR, 90%. Make 1,000 ppm stock solution for the test of adsorption performance of zeolite. |
| Sodium hydroxide | Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD | S111502 | Pellets. For the synthesis of zeolite. |
| Zinc nitrate hexahydrate | Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD | Z111703 | AR, 99%. Make 1,000 ppm stock solution for the test of adsorption performance of zeolite. |
| Equipment | |||
| Air-dry oven | Shanghai Yiheng Technology Instrument Co.,LTD. | DHG-9075A | Used for hydrothermal crystallization and drying of sample |
| Analytical balance | Sartorius Scientific Instruments Co.LTD | BSA224S-CW | Used for weighing samples |
| Centrifuge tubes | Nantong Supin Experimental Equipment Co., LTD | ||
| High speed centrifuge | Hunan Xiang Yi Laboratory Instrument Development Co.,LTD | H1850 | Used for separation of solid and liquid samples |
| Multipoint magnetic stirrer | IKA Equipment Co.,LTD. | RT15 | Used for stirring samples |
| Oscillator | Changzhou Guohua Electric Appliances Co.,LTD. | SHA-B | For uniform mixing of samples |
| Syringe-driven filter | Tianjin Jinteng Experimental Equipment Co.,LTD. | 0.22 μm. For filtration. | |
| Softwares | |||
| JADE 6.5 | Materials Data& (MDI) | ||
| Mercury | Cambridge Crystallographic Data Centre (CCDC) | ||
| Materials Studio | Accelrys Software Inc. | ||
| Websites | |||
| Database of Zeolite Structures: http://www.iza-structure.org/databases/ | |||
| ICSD: https://icsd.products.fiz-karlsruhe.de/en |
References
- Qin, G., et al. Soil heavy metal pollution and food safety in China: Effects, sources and removing technology. Chemosphere. 267, 129205 (2021).
- Xu, D. M., Fu, R. B., Liu, H. Q., Guo, X. P. Current knowledge from heavy metal pollution in Chinese smelter contaminated soils, health risk implications and associated remediation progress in recent decades: A critical review. Journal of Cleaner Production. 286, 124989 (2021).
- Dong, X., Ma, L. Q., Li, Y. Characteristics and mechanisms of hexavalent chromium removal by biochar from sugar beet tailing. Journal of Hazardous Materials. 190 (1-3), 909-915 (2011).
- El-Mekkawi, D. M., Selim, M. M. Removal of Pb2+ from water by using Na-Y zeolites prepared from Egyptian kaolins collected from different sources. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2 (1), 723-730 (2014).
- Perego, C., Bagatin, R., Tagliabue, M., Vignola, R. Zeolites and related mesoporous materials for multi-talented environmental solutions. Microporous and Mesoporous Materials. 166, 37-49 (2013).
- Zheng, R., et al. Converting loess into zeolite for heavy metal polluted soil remediation based on "soil for soil-remediation" strategy. Journal of Hazardous Materials. 412, 125199 (2021).
- Cheng, Y., et al. Feasible low-cost conversion of red mud into magnetically separated and recycled hybrid SrFe12O19@NaP1 zeolite as a novel wastewater adsorbent. Chemical Engineering Journal. 417, 128090 (2021).
- Yang, D., et al. Remediation of Cu-polluted soil with analcime synthesized from engineering abandoned soils through green chemistry approaches. Journal of Hazardous Materials. 406, 124673 (2021).
- Song, W., Li, G., Grassian, V. H., Larsen, S. C. Development of improved materials for environmental applications: Nanocrystalline NaY zeolites. Environmental Science & Technology. 39 (5), 1214-1220 (2005).
- Cheng, H., Reinhard, M. Sorption of trichloroethylene in hydrophobic micropores of dealuminated Y zeolites and natural minerals. Environmental Science & Technology. 40 (24), 7694-7701 (2006).
- Rayalu, S. S., Bansiwal, A. K., Meshram, S. U., Labhsetwar, N., Devotta, S. Fly ash based zeolite analogues: Versatile materials for energy and environment conservation. Catalysis Surveys from Asia. 10 (2), 74-88 (2006).
- Borel, M., et al. SDA-free hydrothermal synthesis of high-silica ultra-nanosized zeolite Y. Crystal Growth & Design. 17 (3), 1173-1179 (2017).
- Jin, Y., Li, L., Liu, Z., Zhu, S., Wang, D. Synthesis and characterization of low-cost zeolite NaA from coal gangue by hydrothermal method. Advanced Powder Technology. 32 (3), 791-801 (2021).
- Huiyu, S., Weiming, L., Zheng, Z. Current situation of comprehensive utilization of waste industrial molecular sieve and agricultural rice husk. Liaoning Chemical Industry. 49 (12), 1555 (2020).
- Azizi, D., et al. Microporous and macroporous materials state-of-the-art of the technologies in zeolitization of aluminosilicate bearing residues from mining and metallurgical industries: A comprehensive review. Microporous and Mesoporous Materials. 318, 111029 (2021).
- Yang, D., et al. Transferring waste red mud into ferric oxide decorated ANA-type zeolite for multiple heavy metals polluted soil remediation. Journal of Hazardous Materials. 424, Pt A 127244 (2022).
- Kirdeciler, S. K., Akata, B. One pot fusion route for the synthesis of zeolite 4A using kaolin). Advanced Powder Technology. 31 (10), 4336-4343 (2020).
- Rubtsova, M., et al. Nanoarchitectural approach for synthesis of highly crystalline zeolites with a low Si/Al ratio from natural clay nanotubes. Microporous and Mesoporous Materials. 330, 111622 (2022).
- Setthaya, N., Chindaprasirt, P., Pimraksa, K. Preparation of zeolite nanocrystals via hydrothermal and solvothermal synthesis using of rice husk ash and metakaolin. Materials Science Forum. 872, 242-247 (2016).
- Belviso, C., et al. Red mud as aluminium source for the synthesis of magnetic zeolite. Microporous and Mesoporous Materials. 270, 24-29 (2018).
- Baerlocher, C. Database of zeolite structures. , Available from: www.iza-structure.org/databases (2017).
- Zhao, Y., et al. Removal of ammonium from wastewater by pure form low-silica zeolite Y synthesized from halloysite mineral. Separation Science and Technology. 45 (8), 1066-1075 (2010).
- Meng, Q., Chen, H., Lin, J., Lin, Z., Sun, J. Zeolite A synthesized from alkaline assisted pre-activated halloysite for efficient heavy metal removal in polluted river water and industrial wastewater. Journal of Environmental Sciences (China). 56, 254-262 (2017).
- Wang, X., et al. Synthesis of substrate-bound Au nanowires via an active surface growth mechanism. Journal of Visualized Experiments. (137), e57808 (2018).
- Asundi, A. S., et al. Understanding structure-property relationships of MoO3-promoted Rh catalysts for syngas conversion to alcohols. Journal of the American Chemical Society. 141 (50), 19655-19668 (2019).
- Zhu, Q., et al. Solvent-free crystallization of ZSM-5 zeolite on SiC foam as a monolith catalyst for biofuel upgrading. Chinese Journal of Catalysis. 41 (7), 1118-1124 (2020).
- Ghrear, T. M. A., et al. low-pressure, low-temperature microwave synthesis of ABW cesium aluminosilicate zeolite nanocatalyst in organotemplate-free hydrogel system. Materials Research Bulletin. 122, 110691 (2020).
