聚乙烯微塑料从强酸性溶液中被两个功能化纳米生物碳有效地去除,这些生物碳来自低成本的可持续来源
Safe ELdeen M E Mahmoud1, Tarek M Abdel-Fattah2, Mohamed E Mahmoud3
1Department of Chemical and Environmental Engineering, University of Oviedo, Faculty of Chemistry, Julián Clavería s/n, 33006 Oviedo, Spain; Chemical and Petrochemical Engineering Department, College of Engineering and Technology, Arab Academy for Science and Technology and Maritime Transport, Alexandria, Egypt.
两种新的纳米生物炭材料,来自和土豆废物,并用氧酸修饰,有效地从水生系统中去除聚乙烯微塑料 (PSMP). 这些可持续的纳米生物吸收剂在酸性条件下显示出高效率和可重复使用性.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 微塑料污染,特别是聚乙烯微塑料 (PSMP),对水生生态系统和人类福祉构成重大威胁.
- 现有的微塑料去除方法往往是昂贵或低效的,需要开发可持续和经济的解决方案.
- 生物炭衍生纳米材料由于其可调节性质和低成本原料来源,具有环境修复的潜力.
研究的目的:
- 合成和描述两种新的纳米生物炭材料,这些材料来自和花废物,经过氧酸修饰 (OA@NBP和OA@NBA).
- 评估这些纳米生物吸收剂在从水生环境中去除聚乙烯微塑料 (PSMP) 的有效性.
- 研究用于PSMP去除开发的纳米生物吸收剂的吸附机制,动力学,热力学和可重复使用性.
主要方法:
- 纳米生物碳 (NBP,NBA) 是通过热解从和的废物中制造出来的,然后用酸修饰.
- 描述包括EDX用于元素组成和TEM用于粒子大小和形态分析.
- 进行了吸附实验,以确定PSMP去除的最佳条件 (剂量,时间,pH),随后进行了动力,同热和热力学建模.
主要成果:
- 与OA@NBP (68.86105.12 nm) 相比,OA@NBA的颗粒大小更小 (9.8116.15 nm),这表明了明显的结构差异.
- 在30-50毫克的纳米生物吸收剂剂量,40分钟的接触时间和pH值为2.0时,可以达到最佳的PSMP去除,具有高的去除效率 (OA@NBA高达93.4%).
- 吸附遵循伪二阶动力学和朗格穆尔-弗朗德利希模型,表明非自发的内热过程;纳米生物吸收剂显示出良好的可重复使用性.
结论:
- 开发的氧化酸改性纳米生物炭材料 (OA@NBP和OA@NBA) 是聚乙烯微塑料的有效和可重复使用的吸附剂.
- 这些可持续的,低成本的纳米生物吸收剂显示出在从酸性工业废水中去除微塑料污染物的应用方面具有前景.
- 该研究强调了废物制成纳米材料在应对环境污染的关键挑战方面的潜力.
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