生物炭MMT ZnAl LDH复合材料来自固体废物,用于人工酸矿井排水中的重金属去除
Yudha Gusti Wibowo1,2,3, Hana Safitri3, Kusumawati4
1Department of Chemical Engineering (Sustainable Mineral Processing Research Group), Universitas Gadjah Mada, Jalan Grafika No. 2, Bulaksumur, Depok, Sleman, Yogyakarta, 55281, Indonesia.
Scientific reports
|April 28, 2025
概括
一种新的生物炭复合物有效地从酸性矿井排水中去除铁和. 这种可持续材料为污染水处理提供了具有成本效益的解决方案,并展示了高吸附效率.
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:
- 酸性矿井排水 (AMD) 由于铁 (Fe) 和 (Mn) 等重金属度高,造成了严重的环境风险.
- 传统的AMD治疗方法通常是昂贵和低效的,需要开发可持续和经济的替代方案.
- 生物炭衍生材料由于其高表面积和可调节性质,具有污染物修复的潜力.
研究的目的:
- 合成和描述一种基于生物炭的新型复合材料,其中包括蒙莫里隆石 (MMT) 和ZnAl层双氧化物 (LDH).
- 评估生物炭-MMT-ZnAl LDH复合物在模拟酸性矿井排水中去除Fe和Mn的性能.
- 为了研究吸附机制,动力学,同温和和热力学,控制去除过程.
主要方法:
- 从固体废物中合成生物炭,然后用MMT和ZnAlLDH进行改造.
- 使用BET,XRD,FTIR,TGA和SEM-EDS等技术对复合材料进行表征.
- 批量吸附实验以评估不同条件下的Fe和Mn的去除效率,随后进行动力,同热和热力学分析.
主要成果:
- 与普通生物炭 (14.81 m2/g) 相比,生物炭-MMT-ZnAl LDH复合物表现出明显增强的表面积 (117.54 m2/g).
- 复合物实现了快速和高的去除率:在7分钟内去除99%的Mn,并有效地去除Fe,达到0.07 mg/L以下的度.
- 吸附遵循复合材料的Redlich-Peterson模型和伪二阶动力学,表明化学吸附是主要的机制.
结论:
- 开发的生物炭-MMT-ZnAl LDH复合物证明了从酸性矿井排水中去除Fe和Mn的卓越性能.
- 该材料从废弃产品中合成和高效率突出显示其具有具有成本效益和可持续环境修复的潜力.
- 该研究证实了基于生物炭的复合材料作为先进吸附剂的可行性,用于处理具有挑战性的工业废水.
更多相关视频
09:39Physical, Chemical and Biological Characterization of Six Biochars Produced for the Remediation of Contaminated Sites
Published on: November 28, 2014
35.0K
05:52Resource Recycling of Red Soil to Synthesize Fe2O3/FAU-type Zeolite Composite Material for Heavy Metal Removal
Published on: June 2, 2022
2.8K
相关概念视频
Bioremediation
18.1K
Bioremediation is the use of prokaryotes, fungi, or plants to remove pollutants from the environment. This process has been used to remove harmful toxins in groundwater as a byproduct of agricultural run-off and also to clean up oil spills.
18.1K
Extraction: Advanced Methods
388
Metal ions can be separated from one another by complexation with organic ligands–the chelating agent– to form uncharged chelates. Here, the chelating agent must contain hydrophobic groups and behave as a weak acid, losing a proton to bind with the metal. Since most organic ligands used in this process are insoluble or undergo oxidation in the aqueous phase, the chelating agent is initially added to the organic phase and extracted into the aqueous phase. The metal-ligand complex is...
388
