Новости

Jul 01, 2023

Синтез инновационного и устойчивого оксида желатина@графена.

Scientific Reports, том 13, номер статьи: 5347 (2023) Цитировать эту статью 592 Доступ 2 Детали альтметрических показателей Большинство красителей и красящих материалов в основном относятся к категории опасных.

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 5347 (2023) Цитировать эту статью

592 доступа

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Большинство красителей и красящих материалов в основном относят к опасным загрязнителям сточных вод из-за их небиоразлагаемости, высокой токсичности и чрезвычайно канцерогенности. По этой причине быстрое и эффективное удаление красителей из сточных вод перед их сбросом в водные потоки должно осуществляться с помощью приемлемого подхода, такого как метод адсорбции. Таким образом, настоящее исследование направлено на синтез нового нанобиосорбента из трех различных компонентов: желатина (геля) как устойчивого природного продукта, оксида графена (ГО) как примера высокостабильного углеродистого материала и силиката циркония (ZrSiO4) как пример комбинированных оксидов металлов для образования Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel с использованием формальдегида (F) в качестве реагента сшивки. Несколько методов определения характеристик, таких как FT-IR, были использованы для идентификации включенных в состав Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel поверхностных реактивных функциональных групп, таких как –OH, =NH, –NH2, –COOH и C=O и т. д. Морфология формы частиц и размер Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel были подтверждены анализами SEM и TEM, обеспечивающими 15,75-32,79 нм. Площадь поверхности была определена методом БЭТ и составила 219,46 м2/г. Биосорбционное удаление основного загрязнителя фуксина (БФ) как примера широко применимого красителя в различных видах деятельности контролировалось и оптимизировалось под влиянием рН (2–10), времени реакции (1–30 мин), начальной концентрации загрязнителя БФ (5 –100 мг/л), дозировка нанобиосорбента (5–60 мг), температура (30–60 °С) и мешающие ионы. Максимальные значения биосорбционного удаления красителя BF были установлены как 96,0 и 95,2% при использовании 5 и 10 мг/л соответственно при рекомендуемом уровне pH 7. Термодинамические параметры показали, что адсорбция красителя BF на Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel происходила посредством спонтанной и эндотермической реакции. Хемосорбция является преобладающим механизмом адсорбции за счет образования мультислоев на неоднородной поверхности в соответствии с гипотезой модели Фрейндлиха. Применимость оптимизированного Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel для биосорбционного удаления загрязняющих веществ БТ из реальной пробы воды была успешно реализована периодическим методом. Таким образом, это исследование ясно показывает, что Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel оказывает значительное влияние на очистку промышленных сточных вод, содержащих загрязняющие вещества доменного топлива, с превосходной эффективностью.

Загрязнение окружающей среды хорошо известно и задокументировано как серьезная проблема, вызывающая серьезную глобальную озабоченность1. Таким образом, загрязнение воды классифицируется как тема, привлекшая значительное количество научных исследований из-за его большого воздействия и влияния на жизнь людей, животных и растений2. Загрязнение воды, как правило, вызвано сбросом сточных вод, содержащих большое количество загрязняющих веществ различного происхождения, включая твердые и жидкие объекты3, химические и биологические загрязнители4, токсичные тяжелые металлы и радиоактивные изотопы5, органические и неорганические материалы6, а также другие виды загрязнений7. Загрязнение воды органическими загрязнителями может быть вызвано гуминовыми веществами8, производными фенолов9, нефтяными отходами10, поверхностно-активными веществами11, пестицидами12, удобрениями13, фармацевтическими препаратами14 и красителями, а также другими органическими загрязнителями15. Из-за высокого ежегодного мирового производства красителей (около 1 000 000 тонн) для их применения в ряде важных промышленных областей, таких как косметическая, кожевенная, текстильная, пищевая и медицинская отрасли, большое количество загрязненных красителей из сточных вод обычно сбрасывается без предварительная обработка в потоке воды16. Сообщалось, что текстильный сектор играет важную роль в ежегодном сбросе более 7,5 тонн в водную систему17. Большинство красителей и красителей в основном известны как опасные загрязнители из-за своей природы, поскольку они не поддаются биологическому разложению, а также обладают высокой токсичностью и канцерогенностью из-за присутствия бензидина, фенилена и азогрупп18. Впредь необходимо искать и применять подходящие методы приемлемого и быстрого удаления красителей из сточных вод перед их сбросом в водные потоки и ресурсы19.