绿色工程农业基纳米吸收剂,以有效地去除Cr:批量机制和连续列性能

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 绿色化学 绿色化学

背景情况:

• 六价 (Cr(vi)) 对地表水生态系统和人类健康构成重大风险.
• 传统的Cr(vi) 整治方法往往是昂贵且对环境有害的.
• 开发可持续和高效的吸附剂对于有效的水处理至关重要.

研究的目的:

• 开发一种绿色,经济高效和可持续的纳米吸收剂,用于从地表水中去除Cr.
• 研究开发材料的协同吸附和光催化性能.
• 评估材料在批量和连续流系统中的性能,以便实际应用.

主要方法:

• 合成了生物基纳米吸收剂 (A-WML/TiO2) 从西瓜叶和绿色合成的TiO2纳米颗粒使用Cajanus cajan叶提取物.
• 描述了吸附剂的表面积,功能组和吸附-光催化性能.
• 进行了批量吸附实验,以优化去除条件 (pH,剂量,度,时间),并研究了动力学和异温物.
• 进行固定床柱研究和再生试验,以评估长期性能和可重复使用性.

主要成果:

• 在最佳条件下的批量实验中,酸修饰的纳米吸附剂 (A-WML/TiO2) 在最佳条件下 (pH 4,25 mg吸附剂,10 ppm Cr),3 h) 实现了94.23%的Cr去除.
• 光催化活性降低了Cr (vi) 到Cr (iii) 在阳光下81%的效率.
• 吸附遵循伪二阶动力学和弗洛伊德利希等温,表明化学吸附和异质多层吸附.
• 该材料在五个再生周期中表现出极好的稳定性,并在固定床柱中显著延长突破时间.

结论:

• 开发的A-WML/TiO2纳米吸附剂提供了一个高效的,可持续的,双功能 (吸附-光催化) 解决方案,用于Cr6的修复.
• 该材料与沙子过系统的集成显示了可扩展和实用的连续水处理的前景.
• 这种绿色方法为现有的生物吸收剂提供了一种优越的替代方案,用于去除六价.