In dit werk bereidden we een adsorbens voor, samengesteld uit de kationische n, n-dimethylamino propylacrylamide methylchloride quaternaire (dmapaaq) polymeer gel en ijzer hydroxide voor het adsorberen van arseen uit het grondwater. De gel werd bereid via een nieuwe methode, ontworpen om het maximale gehalte aan ijzer deeltjes in zijn structuur te waarborgen.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Verwijdering van arseen met behulp van een kationische polymeer gel geïmpregneerd met ijzer hydroxide
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
In dit werk bereidden we een adsorbens voor, samengesteld uit een kationische polymeer gel die ijzer hydroxide bevat in zijn structuur, ontworpen om arseen uit het grondwater te adsorptie. De gel die we selecteerden was de gel van n, n-dimethylamino propylacrylamide methylchloride quaternaire (dmapaaq). Het doel van onze bereidingswijze was om het maximale gehalte aan ijzer hydroxide in de structuur van de gel te verzekeren. Deze ontwerpbenadering stelde simultane adsorptie in zowel de polymeerstructuur van de gel als de component ijzer hydroxide, waardoor de adsorptiecapaciteit van het materiaal werd versterkt. Om de prestaties van de gel te onderzoeken, hebben we de reactiekinetiek gemeten, pH-gevoeligheid en selectiviteits analyses uitgevoerd, de adsorptie prestaties van arseen gecontroleerd en regeneratie experimenten uitgevoerd. We bepaalden dat de gel ondergaat een sterke proces en bereikt evenwicht op 10 h. Bovendien heeft de gel arsenicum effectief geadsorreven op neutrale pH-niveaus en selectief in complexe ionen omgevingen, waarbij een maximaal adsorptie volume van 1,63 mM/g wordt bereikt. De gel kan worden geregenereerd met 87,6% efficiëntie en NaCl kan worden gebruikt voor desorptie in plaats van schadelijke NaOH. Samen is de gepresenteerde op gel gebaseerde ontwerpmethode een effectieve aanpak voor het bouwen van high-performance arseen adsorbents.
Inleiding
Water vervuiling is een grote zorg voor het milieu, motiverend onderzoekers om methoden te ontwikkelen voor het verwijderen van verontreinigingen zoals arsenicum uit wastewaster1. Onder alle gerapporteerde methoden zijn adsorptie processen een relatief lage kosten benadering voor het verwijderen van zware metalen2,3,4,5,6,7. Ijzer--oxyhydroxide-poeders worden beschouwd als een van de meest efficiënte adsorbenten voor het extraheren van arsenicum uit....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Let op: arsenicum is uiterst giftig. Gebruik tijdens het experiment te allen tijde handschoenen, lange mouw kleding en experimentele brillen om elk contact van arseen oplossing met de huid en de ogen te voorkomen. Als arsenicum in aanraking komt met een deel van uw lichaam, was het dan onmiddellijk met zeep. Daarnaast moet u de experimentele omgeving regelmatig opruimen, zodat u en anderen niet in contact komen met arsenicum, zelfs niet wanneer het experiment niet wordt uitgevoerd. De symptomen van arseen blootstelling kunnen verschijnen na een lange periode van tijd. Voordat u de apparatuur reinigt, moet u deze eerst met schoon water spoelen en het water afzonderlijk....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Figuur 1 beschrijft de experimentele opstelling voor de bereiding van de DMAPAAQ + FeOOH gel. Tabel 1 illustreert de samenstellingen van de materialen die betrokken zijn bij de bereiding van de gel.
Figuur 2 toont de relatie van de contacttijd met de adsorptie van arseen door de DMAPAAQ + FeOOH gel. In de figuur werd de adsorptie van arseen onderzocht o.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De belangrijkste vooruitgang van onze ontwikkelde methode is de unieke ontwerp strategie van de gel Composite. Het doel van onze gel bereidingsmethode was om de hoeveelheid ijzergehalte in de gel te maximaliseren. Tijdens de voorbereiding hebben we FeCl3 en NaOH toegevoegd aan de "initiator oplossing" en de "monomeer oplossing" respectievelijk. Zodra de monomeer oplossing werd vermengd met de initiator oplossing, was er een reactie tussen FeCl3 en NaOH, die FeOOH in de gel produceerde. Dit fenomeen .......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit onderzoek werd ondersteund door het JSPS KAKENHI Grant nummer (26420764, JP17K06892). De bijdrage van het ministerie van land, Insfrastructure, transport en toerisme (MLIT), de regering van Japan onder ' bouwtechnologie onderzoeks-en ontwikkelings subsidieprogramma ' aan dit onderzoek wordt ook erkend. We erkennen ook de bijdrage van de heer Kiyotaka Senmoto aan dit onderzoek. Mevrouw Adele Pitkeathly, Senior schrijf adviseur Fellow van het Writing Center of Hiroshima University wordt ook erkend voor Engelse correcties en suggesties. Dit onderzoek werd geselecteerd voor mondelinge presentatie in 7th IWA-Aspire conference, 2017 en water and Environment ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| N,N’-dimethylamino propylacrylamide, methyl chloride quaternary (DMAPAAQ) (75% in H2O) | KJ Chemicals Corporation, Japan | 150707 | |
| N,N’-Methyleen bisacrylamide (MBAA) | Sigma-Aldrich, USA | 1002040622 | |
| Natriumsulfiet (Na2SO3) | Nacalai Tesque, Inc., Japan | 31922-25 | |
| Natriumsulfaat (Na2SO4) | Nacalai Tesque, Inc., Japan | 31916-15 | |
| Di-natriumwaterstoffosfaat heptahydraat(Na2HAsO4.7H20) | Nacalai Tesque, Inc., Japan | 10048-95-0 | |
| Ferric chloride(FeCl3) | Nacalai Tesque, Inc., Japan | 19432-25 | |
| Natriumhydroxide(NaOH) | Kishida Chemicals Corporation, Japan | 000-75165 | |
| Ammoniumperoxodisulfaat (APS) | Kanto Chemical Co. Inc., Japan | 907W2052 | |
| Zoutzuur (HCl) | Kanto Chemical Co. Inc., Japan | 18078-01 | |
| Natriumchloride (NaCl) | Nacalai Tesque, Inc., Japan | 31320-05 |
Referenties
- 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....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
