Remoção de arsênico usando um gel de polímero catiônico impregnado com hidróxido de ferro

As principais vantagens deste procedimento são que o gel adsorbs seletivamente arsênico de águas subterrâneas em concentrações de arsênico mais altas do que as outras técnicas e o gel pode ser regenerado. A demonstração desse método é fundamental porque a preparação do gel e os experimentos de absorção precisam ser visualizados para replicar os experimentos. O arsênico é encontrado nas águas subterrâneas de mais de 20 países.

A implicação desta técnica pode ser estendida para o desafio de remover o arsênico da água contaminada. Este método também pode ser aplicado ao tratamento de efluentes industriais contaminados com arsênico. Ao tentar esta técnica pela primeira vez, siga as precauções estritamente em todos os momentos.

A formação do bloco de gel pode ser desafiadora se as soluções não forem misturadas adequadamente e proporcionalmente. Seque dois frascos de medição de 20 mililitros e dois béquers de 20 mililitros equipados com barras de agitação magnética. Transfira 4,13 gramas de DMAPAAQ, 0,31 gramas de N, N'prime metilenebisacrilamida, 0,5 gramas de sulfito de sódio e 3,36 gramas de hidróxido de sódio para um copo de 20 mililitros.

Dissolva a solução totalmente em água destilada como solvente, mexendo-a por 30 minutos com a barra de agitação magnética. Transfira a mistura do béquer para um frasco de medição de 20 mililitros e adicione água destilada para gerar uma solução de 20 mililitros. Rotule a solução como a solução monômera.

Da mesma forma, tome 0,54 gramas de peroxodisulfato de amônio e 7,57 gramas de cloreto de ferro em outro béquer de 20 mililitros. Dissolva a solução completamente em água destilada, agitando-a por 30 minutos com uma barra de agitação magnética. Transfira a mistura do béquer para outro frasco de medição de 20 mililitros.

E adicione água destilada para compor uma solução de 20 mililitros. Rotule a solução como a solução inicial. Após preparar a configuração experimental como diagramado no protocolo de texto, transfira as soluções para os respectivos 20 mililitros que separam funis.

Purgue as soluções com gás nitrogênio por 30 minutos. Misture as soluções e misture-as em um tubo de ensaio de 50 mililitros com um agitador elétrico. Em seguida, coloque a mistura em um refrigerador mantido a 10 graus Celsius por quatro horas.

Retire o bloco de gel do tubo de ensaio e coloque-o em uma tábua de corte plana. Obter o bloco de gel em uma forma cúbica cinco milímetros de comprimento. Mergulhe as fatias de gel com água deionizada por 24 horas para remover as impurezas.

No dia seguinte, espalhe as fatias de gel em uma placa de Petri e seque-as à temperatura ambiente por 24 horas. Coloque a placa de Petri com as fatias de gel no forno a 50 graus Celsius por 24 horas. Seque cinco recipientes plásticos de 40 mililitros.

Em seguida, meça e coloque 20 miligramas de gel seco em cada recipiente plástico de 40 mililitros. Adicione 40 mililitros de solução de heptahydrate de arsênio de hidrogênio dissódio a cada recipiente em uma concentração diferente. Mantenha os recipientes no agitador a 20 graus Celsius e 120 RPM por 24 horas.

Colete uma amostra de cinco mililitros de cada recipiente e coloque em um tubo plástico usando uma micro pipeta. Meça os níveis de arsênico de equilíbrio nas soluções usando cromatografia líquida de alto desempenho, ou HPLC. Use uma coluna analítica de quatro por 200 milímetros, uma coluna de guarda de quatro por 50 milímetros e um supressor de quatro milímetros.

Para análise de adsorção, adicione 20 miligramas de gel seco a um recipiente de plástico seco de 40 mililitros. Em seguida, adicione 40 mililitros de uma solução de heptahydrate de arsênio de desódio de 0,2 milimônios de hidrogênio ao recipiente. Mantenha o recipiente no agitador a 20 graus Celsius e 120 RPM por 24 horas.

Em seguida, colete uma amostra de cinco mililitros em um tubo plástico usando uma micro pipeta. Avalie o nível de arsênico de equilíbrio na solução usando HPLC como antes. Para limpar o gel, primeiro obtenha uma peneira de malha.

Colete cuidadosamente as peças de gel frágeis, uma de cada vez para que elas não quebrem, e coloque-as na peneira de malha. Lave o gel pelo menos cinco vezes, usando água deionizada, de modo que qualquer arsênico restante na superfície do gel seja lavado. Para análises de desorção, transfira cuidadosamente as peças de gel frágeis em um recipiente de plástico seco de 40 mililitros.

Adicione 40 mililitros de uma solução de cloreto de sódio molar de 0,5 ao recipiente. Mantenha o recipiente no agitador a 20 graus Celsius e 120 RPM por 24 horas. Colete uma amostra de cinco mililitros em um tubo plástico usando uma micro pipeta e avalie o nível de arsênico de equilíbrio na solução usando HPLC como antes.

Repita o processo para oito ciclos completos, com cada ciclo incluindo duas rodadas das etapas de análise de absorção e desorção, separadas por etapas de limpeza de gel. A quantidade de absorção de arsênico pelo gel de polímero cationic contendo hidróxido de ferro foi plotada em diferentes concentrações de arsênico. Os resultados mostram que a capacidade máxima de adsorção de arsênico do gel foi de 1,36 milófilos por grama.

Os dados estão adequados com o modelo isotherm Langmuir. A adsorção seletiva de arsênico foi examinada com ânion de sulfato coexistindo. Os resultados mostram que, mesmo que o ânion de sulfato estivesse presente na solução de gel, o DMAPAAQ mais o óxido de ferro adsorvidas de arsênico seletivamente por causa dos componentes de óxido de ferro na estrutura do gel.

A re-usabilidade do gel foi examinada por oito dias contínuos utilizando soluções de arsênico para adsorção e cloreto de sódio para processos de desorção. Uma eficiência de regeneração de 87,6% foi calculada a partir da eficiência de regeneração dos dados de adsorção no primeiro e sétimo dia. Arsênico é extremamente perigoso.

Por favor, use luvas, roupas de manga comprida e óculos experimentais o tempo todo durante o experimento para evitar qualquer contato da solução de arsênico com a pele e os olhos.