Формирование себя

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 11556 (2023) Цитировать эту статью

197 Доступов

Подробности о метриках

В данной работе описано образование самодопированного азотом активированного угля (NDAC) новым способом использования рыбной муки (смесь Atherina hepseetus и Sardina pilchardus с 60% белка) в качестве азотной добавки, ZnCl2 в качестве пропитывающего агента, опилок в качестве источник углерода и вода с массовым соотношением (2:1:1:12), подвергнутая гидротермальному процессу. Гидротермальную смесь сушили в печи и карбонизировали в токе азота в течение часа при температурах 600, 700 и 800 °С. Характеристика NDAC была выполнена с использованием различных аналитических методов анализа. Синтезированный NDAC обладал уникальными особенностями, такими как микропористая структура (1,84 ~ 2,01 нм), большая площадь поверхности (437,51 ~ 680,86 м2/г), общий объем пор (0,22 ~ 0,32 см3/г) и содержание азота (12,82 ~ 13,73%). ). Были проведены испытания по периодическому удалению для изучения влияния начальной концентрации ионов хрома (100–400 мг/л), дозы NDAC (0,5–2,5 г/л), pH и времени контакта (5–120 минут). Такие полезные характеристики NDAC, особенно NDAC600, позволили использовать его в качестве превосходного адсорбента для ионов Cr6+ с максимальной адсорбционной способностью (Qm) (769,23 мг/г), а наибольшее адсорбционное поглощение ионов хрома (81,18%) было получено при Значение pH 1,5 при комнатной температуре. Модели Холси и Темкина вполне адекватно соответствовали данным адсорбции. Поглощение токсичных ионов хрома лучше всего представлено данными кинетики скорости псевдовторого порядка.

Вода – это жизнь, природный ресурс, необходимый для выживания и роста живых организмов. Вода крайне необходима для удовлетворения основных потребностей населения, социальных и экономических амбиций, сельского хозяйства, урбанизации, индустриализации и многих других целей1. Загрязнение воды, воздуха и земли токсичными ионами металлов в перенаселенных городских районах из-за быстрого расширения промышленной деятельности и увеличения населения стало глобальной проблемой2. В последнее время, в двадцатом веке, потребность в чистой воде становится все более сложной, и появилось понимание необходимости защиты окружающей среды от загрязнения. В частности, рост загрязнения неорганическими микрозагрязнителями, такими как тяжелые металлы, вызывает беспокойство многих исследователей, поскольку они стойки, очень токсичны и иногда имеют смертельный эффект3.

Тяжелые металлы во многих случаях токсичны и вызывают деградацию растений и водных организмов, а также вред человеку4. В последние десятилетия воздействие окружающей среды, загрязненной тяжелыми металлами, стало серьезным экологическим риском во всем мире4. Хром — это природный элемент, который во время извержений вулканов обнаруживается в пыли, камнях и почве. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) отнесло хром к одному из наиболее распространенных токсичных загрязнителей окружающей среды5. Хром и его соединения в основном образуются в результате различных видов промышленной деятельности, например, кожевенной промышленности6,7. Например, в Индии обработка кожи на кожевенных предприятиях привела к высокому воздействию (2000 ~ 32 000 тонн/год Cr6+) на окружающую среду8,9. Кроме того, хром широко используется в гальванотехнике, хромовой кислоте, буровых растворах, каталитических реагентах и ​​огнеупорной стали10.

Многие антропогенные виды деятельности, такие как высаживание металлов, обработка воды в градирнях в различных отраслях промышленности, консервация древесины, производство пигментов, электрических и электронных приборов, привели к повсеместному загрязнению биосферы шестивалентным хромом (Cr6+), поэтому биодоступность и биомобильность Cr6+ увеличится11. Хром существует в основном в двух степенях окисления: трехвалентной и шестивалентной; токсическое воздействие хрома на экосистемы и их обитателей зависит от его валентного состояния12. Высокотоксичные, мутагенные, подвижные и растворимые ионы Cr6+ обычно обнаруживаются в сочетании с кислородом в виде хромата (CrO42–) при уровне pH выше 6,5 или дихромата (Cr2O72–) при низких уровнях pH12. Хотя Cr3+ менее токсичен, биоэлемент обычно встречается в виде Cr(OH)2+, CrOH2+, Cr(OH)3 и Cr(OH)4–, Cr2(OH)2 и Cr3(OH)4. Однако эта промышленная деятельность привела к образованию большого количества твердых и жидких отходов, богатых хромом, а также выбросов в атмосферу13,14. Тяжелое и частое воздействие ионов шестивалентного хрома может вызвать множество заболеваний, таких как рак легких и кожи15, снижение эффективности иммунной системы, недостаточность печени и почек, внутреннее кровотечение и повреждение ДНК, язвы слизистой оболочки носа, раздражение, анемия. , язвы желудка и тонкой кишки и другие проблемы дыхательной системы16. Таким образом, многочисленные научные стратегии удаления ионов металлов стали возможными решениями.