Verwijdering van arseen met behulp van een kationische polymeer gel geïmpregneerd met ijzer hydroxide

De belangrijkste voordelen van deze procedure zijn dat de gel selectief arseen adsorbeert uit grondwater bij hogere arseenconcentraties dan de andere technieken en de gel kan worden geregenereerd. Demonstratie van deze methode is van cruciaal belang omdat de voorbereiding van de gel en de absorptie-experimenten moeten worden gevisualiseerd om de experimenten te repliceren. Arseen wordt gevonden in het grondwater van meer dan 20 landen.

De implicatie van deze techniek kan worden uitgebreid naar de uitdaging van het verwijderen van arseen uit besmet water. Deze methode kan ook worden toegepast op de behandeling van industrieel afvalwater besmet met arseen. Bij het proberen van deze techniek voor de eerste keer, volg de voorzorgsmaatregelen strikt te allen tijde.

De vorming van het gelblok kan een uitdaging zijn als de oplossingen niet goed en proportioneel worden gemengd. Droog twee 20 milliliter maatkolven en twee bekerbekers van 20 milliliter met magnetische roerstaven. Breng 4,13 gram DMAPAAQ, 0,31 gram N, N'prime methyleenacrylamide, 0,5 gram natriumsulfaat en 3,36 gram natriumhydroxide over naar één bek van 20 milliliter.

Los de oplossing geheel in gedestilleerd water op als oplosmiddel en roer het gedurende 30 minuten met de magnetische roerstaaf. Breng het mengsel van het bekerglas naar een maatkolf van 20 milliliter en voeg gedestilleerd water toe om een oplossing van 20 milliliter te genereren. Label de oplossing als de monomeeroplossing.

Neem ook 0,54 gram ammoniumperoxodilfaat en 7,57 gram ijzerchloride in nog eens 20 milliliter bekerglas. Los de oplossing volledig op in gedestilleerd water en roer het gedurende 30 minuten met een magnetische roerstaaf. Breng het mengsel van het bekerglas naar nog eens 20 milliliter maatkolf.

En voeg gedestilleerd water toe om een 20 milliliter oplossing samen te stellen. Label de oplossing als de initiator oplossing. Na de voorbereiding van de experimentele setup zoals in het tekstprotocol, breng je de oplossingen over naar de respectievelijke 20 milliliter scheidingstrechters.

Zuiver de oplossingen met stikstofgas gedurende 30 minuten. Meng de oplossingen door elkaar en roer ze in een 50 milliliter reageerbuis met een elektrische roerder. Plaats het mengsel vervolgens in een koeler die vier uur lang op 10 graden Celsius blijft.

Haal het gelblok uit de reageerbuis en leg het op een platte snijplank. Krijg de gel blok in een kubieke vorm vijf millimeter in lengte. Week de gel plakjes met gedeïoniseerd water gedurende 24 uur om de onzuiverheden te verwijderen.

De volgende dag, verspreid de gel plakjes op een petrischaaltje en droog ze op kamertemperatuur voor 24 uur. Zet de petrischaal met de gelschijfjes 24 uur in de oven op 50 graden Celsius. Droog vijf 40 milliliter plastic containers.

Dan, meet en plaats 20 milligram gedroogde gel in elke 40 milliliter plastic container. Voeg 40 milliliter disodium waterstof arsenate heptahydraat oplossing aan elke container op een andere concentratie. Houd de containers in de roerder op 20 graden Celsius en 120 RPM gedurende 24 uur.

Verzamel een monster van vijf milliliter uit elke container en plaats in een plastic buis met behulp van een micropipet. Meet de evenwichts arseenniveaus in de oplossingen met behulp van hoogwaardige vloeibare chromatografie of HPLC. Gebruik een analytische kolom van vier bij 200 millimeter, een vier bij 50 millimeter beschermkolom en een vier millimeter suppressor.

Voor adsorptieanalyse, voeg 20 milligram gedroogde gel toe aan een gedroogde 40 milliliter plastic container. Voeg vervolgens 40 milliliter van een 0,2 millimolar disodium waterstof arsenate heptahydraat oplossing aan de container. Houd de container in de roerder op 20 graden Celsius en 120 RPM gedurende 24 uur.

Verzamel vervolgens een monster van vijf milliliter in een plastic buis met behulp van een micropipet. Evalueer het evenwichts arseenniveau in de oplossing met HPLC zoals voorheen. Om de gel schoon te maken, moet u eerst een meshzeef krijgen.

Verzamel voorzichtig de fragiele gelstukken, één voor één, zodat ze niet breken, en plaats ze in de gaaszeef. Was de gel minimaal vijf keer met gedeïoniseerd water, zodat alle resterende arseen op het oppervlak van de gel wordt weggespoeld. Voor desorptieanalyses breng je de fragiele gelstukken voorzichtig over in een gedroogde plastic container van 40 milliliter.

Voeg 40 milliliter van een natriumchlorideoplossing van 0,5 mol aan de container toe. Houd de container in de roerder op 20 graden Celsius en 120 RPM gedurende 24 uur. Verzamel een monster van vijf milliliter in een plastic buis met behulp van een micropipet en evalueer het evenwichts arseenniveau in de oplossing met hplc zoals voorheen.

Herhaal het proces gedurende acht volledige cycli, met elke cyclus inclusief twee rondes van de absorptie- en desorptieanalyses, gescheiden door gelreinigingsstappen. De arseenabsorptiehoeveelheid door de kationische polymeergel die ijzerhydroxide bevat, werd uitgezet in verschillende concentraties arseen. De resultaten tonen aan dat de maximale arseen adsorptiecapaciteit van de gel 1,36 millimol per gram was.

De gegevens passen bij het Langmuir isotherm model. De selectieve adsorptie van arseen werd onderzocht met naast elkaar bestaande sulfaat anion. De resultaten tonen aan dat zelfs als sulfaat anion aanwezig was in de oplossing van gel, DMAPAAQ plus ijzeroxide geadsorbeerd arseen selectief vanwege de ijzeroxide componenten in de gel structuur.

De herinteerbaarheid van de gel werd acht dagen lang onderzocht met arseenoplossingen voor adsorptie en natriumchloride voor desorptieprocessen. Een regeneratie-efficiëntie van 87,6% werd berekend op basis van de regeneratie-efficiëntie van de adsorptiegegevens op dag één en dag zeven. Arseen is uiterst gevaarlijk.

Gebruik tijdens het experiment te allen tijde handschoenen, kleding met lange mouwen en een experimentele bril om contact met arseenoplossing met de huid en ogen te voorkomen.