从污染废水中去除硫黑染料的生物工程氧化物纳米粒子:比较优化,模拟建模和异温

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 生物技术是生物技术.

背景情况:

• 工业染料污染废水给环境带来了重大挑战.
• 纳米颗粒的生物合成为开发新型材料提供了一种可持续的方法.
• 巴西勒斯帕拉米科伊德 (Bacillus paramycoides) 被探索为纳米颗粒制造的微生物剂.

研究的目的:

• 使用巴西路斯帕拉米科伊德生物合成氧化纳米颗粒 (ZnO和ZnO-ME).
• 描述合成的纳米粒子,并评估它们对硫黑染料的吸附能力.
• 优化染料吸附参数并了解吸附机制.

主要方法:

• 隔离和培养巴西卢斯帕拉米科伊德.
• 生物合成ZnO和ZnO-ME纳米粒子.
• 使用扫描电子显微镜 (SEM) 和Brunauer,Emmett和Teller (BET) 分析进行表征.
• 吸附研究使用普莱克特-伯曼设计 (PBD),全因数设计 (FFD) 和中央复合设计 (CCD) 进行了优化.

主要成果:

• 成功合成了球形ZnO纳米粒子 (22.33nm) 和ZnO-ME纳米粒子 (39nm).
• 对BET分析显示,这两种纳米粒子的表面积都很高的中孔结构.
• 与ZnO (71%) 相比,ZnO-ME的染料去除效率更高 (80%),这归因于无形碳的存在.
• 全因数设计提供了高度可预测的吸附模型 (R2 > 0.99).

结论:

• 细菌帕米科伊德可以有效地用于ZnO和ZnO-ME纳米颗粒的生物制造.
• 这些纳米颗粒具有很大的潜力,可以从废水中去除硫黑染料.
• 弗朗德利希模型表明多层吸附,表明物理吸附是去除染料的主要机制.