一种高效的多功能三元可重复使用的纳米复合材料,基于基索@TiO2@Ag NP 固定在纤维素纤维上作为废水处理的支基板
Mohamed Rehan1, Engy Elhaddad2
1Department of Pretreatment and Finishing of Cellulosic-based Textiles. Textile Research and Technology Institute, National Research Centre, 33 El-Buhouth Street, Dokki, P.O. Box 12622, Giza, Egypt.
Environmental pollution (Barking, Essex : 1987)
|November 9, 2023
概括
在纤维素纤维上固定的新型素,二氧化和银纳米颗粒纳米复合物有效地从废水中去除重金属,有机染料和细菌. 这种可重复使用的材料在吸附和光降解过程中显示出高效率.
科学领域:
- 材料科学:开发和应用新的纳米复合材料用于环境修复.
- 环境化学:研究吸附和光降解机制以去除污染物.
- 纳米技术:合成和表征含有金属纳米颗粒的基索基纳米复合材料.
背景情况:
- 废水被重金属,有机染料和病原性细菌污染造成了严重的环境和健康风险.
- 现有的处理方法往往缺乏全面去除污染物的效率,可重复使用性或多功能功能.
- 开发先进材料对于有效和可持续的废水处理战略至关重要.
研究的目的:
- 合成和表征一种多功能三元纳米复合物,由素 (CS),二氧化纳米颗粒 (TiO2 NP) 和银纳米颗粒 (Ag NP) 组成.
- 将CS/TiO2 NP/Ag NP纳米复合材料固定在纤维素纤维上,以提高可重复使用性和易于分离.
- 评估纳米复合材料在去除Cu (II) 离子,甲基色 (MO),甲基蓝色 (MB) 和抑制微生物生长方面的有效性.
主要方法:
- 酸盐 (CS) /二氧化纳米粒子 (TiO2 NP) /银纳米粒子 (Ag NP) 三元纳米复合物的合成.
- 将合成的纳米复合材料固定在纤维素纤维支上.
- 对Cu (II) 离子去除的批量吸附实验,动力学和异热学研究以及可见光下MO和MB染料的光降解. 对S. aureus,大肠杆菌和C. albicans进行抗菌活性测试.
主要成果:
- CS/TiO2 NP/Ag NP纳米复合材料@纤维素纤维实现了95%的Cu (II) 离子去除,吸附动力学最好用伪二阶模型描述,异体则用朗慕尔模型 (7.71 mg/g容量) 描述.
- 观察到高光降解效率:在可见光下120分钟内,在pH 3下90%的MO和在pH 11下94%的MB.
- 证明了对S. aureus (95%) 和E. coli (93%) 的优良抗菌活性,对C. albicans (77%) 的良好活性.
结论:
- 开发的CS/TiO2 NP/Ag NP纳米复合材料@纤维素纤维是一种高效的,可重复使用的材料,可同时从废水中去除重金属,有机染料和微生物污染物.
- 该材料在吸附和光降解方面的性能,再加上其抗微生物特性,突出了其在先进的废水处理应用中的潜力.
- 该研究证实了CS,TiO2 NP和Ag NP在增强材料的环境修复多功能能力方面的协同作用.
