ソルゲル合成CuFe₂O₄- 茶の廃棄物から得られた改良されたバイオカル 効率的なNi ((II) 除去:吸収,再生,およびANNモデリング

科学分野:

• 環境科学
• 材料科学
• 化学工学

背景:

• 水中のニッケル (Ni) の汚染は,環境と健康に重大なリスクをもたらす.
• 重金属除去のための効率的で持続可能な吸着剤の開発は,水浄化に不可欠です.

研究 の 目的:

• Ni (III) イオン除去のための新しい磁気吸着剤を合成し,特徴づけること.
• 開発された材料の吸収性能と再生可能性を評価する.
• 削除効率の予測のための人工ニューラルネットワーク (ANN) の応用を探求する.

主な方法:

• 銅フェライト (CuFe2O4) のナノ粒子を醸造茶の廃棄物から得られたバイオカルにコーティングするために使用されるソルゲル法.
• 異なるpH,接触時間,吸着剤用量,および初期濃度でNi ((II) の除去を評価するために実施された吸着実験.
• 再生評価のために塩酸 (HCl) を使って実施された脱吸収試験.
• アドソルプションメカニズムを分析し,性能を予測するために適用される同熱,運動,およびANNモデル.

主要な成果:

• CuFe2O4で改変されたバイオカルは,迅速な吸収運動を示し,約15分で平衡に達した.
• 天然のpH (5.6) を含め,幅広いpH範囲で高いNi (III) 除去効率が観察されました.
• 最大吸着容量は232. 6mg−1で,既存の多くの吸着剤を上回った.
• ほぼ100%のNi ((II) の回収は,1. 0M HClとの脱吸収によって達成され,優れた再生性を示した.
• ANNモデルは,Ni ((II) の除去効率を予測するための実験データと強く一致した.

結論:

• CuFe2O4改変された茶の廃棄物バイオカルは,水溶液からNi ((II) を除去するための非常に有効で再生可能な吸着剤です.
• 開発された素材は,持続可能な費用対効果の高い 排水処理方法を提供します.
• この研究は,バイオ炭ベースの磁気複合材料の環境修復の可能性を強調しています.