פותחה גישה כימית ירוקה להמרת האדמה האדומה המפוזרת באופן נרחב לחומר המרוכב FAU זאוליט של תחמוצת הברזל. חומר זה מסוגל להסיר את ברזלי מתכת השיער במים ולשחזר את בריאות המים. פרוטוקול זה מדגים את האסטרטגיה לשימוש ישיר בקרקע כחומר גלם עבור חיישנים של חומרים אקולוגיים, ומספק תובנה לגבי ניצול משאבים של ארבע קרקעות טיפוסיות המבוססות על פילוסופיית מחזור היסודות.
המחקר הנוכחי יכול להיות אינפורמטיבי עבור החוקרים הקשורים המעוניינים בניצול משאבי קרקע. עכשיו זה יכול להיות סינתזה חומרית ותיווך מים. כדי להתחיל, להסיר את השכבה העליונה של 30 ס"מ של הקרקע המכילה צמחים וחומר אורגני שיורי באתר האיסוף, ולאסוף את האדמה האדומה ולייבש אותה באוויר בטמפרטורת החדר.
לאחר ייבוש נכון, מסננים את הקרקע דרך מסננת של 30 רשת. שוקלים חמישה גרם של אדמה אדומה זו, גרם אחד של צורן דו-חמצני, ו-7.63 גרם של נתרן הידרוקסידי, ומוסיפים אותם לטיט אגת טבעי. לאחר מכן, לטחון אותם במשך שתיים עד שלוש דקות לתוך אבקה דקה.
להפעלת אלקלי, העבירו תערובת אלקליין זו לתוחם כור טפלון של 100 מיליליטר ללא כיסוי חיצוני מפלדת אל-חלד, וחממו אותה בתנור של 200 מעלות צלזיוס למשך שעה. לאחר מכן להוסיף 60 מיליליטר של מים deionized לתוך תוחם כור טפלון המכיל את תערובת אלקליין מופעלת. מוסיפים מוט ערבוב בגודל המתאים ומערבבים את התערובת ב-600 סל"ד על המערבל המגנטי במשך שלוש שעות ב-25 מעלות צלזיוס.
לתהליך ההתגבשות, מעבירים את הג'ל ההומוגני לאוטוקלאב נירוסטה של 100 מיליליטר ומחממים את הג'ל בתנור של 100 מעלות צלזיוס למשך 12 שעות. לאחר מכן, לשטוף את zeolite המתקבל עם מים deionized מספר פעמים עד pH הפתרון הוא קרוב לשבע. השתמש בצנטריפוגה כדי להפריד בין המוצק לנוזל ואסוף את המוצק בתחתית צינור הצנטריפוגה של 50 מיליליטר.
לבסוף, ייבשו את המוצר המתקבל במשך שמונה שעות בתנור של 80 מעלות צלזיוס, ולאחר מכן טחנו אותו לאבקה דקה לאפיון הבא. הכן 50 מיליליטר של 1000 חלקים למיליון תמיסות מימיות של יון נחושת דו-ערכי, יון כרום טריוולנטי, יון כרום משושה, יון ארסן טריוולנטי, יון קדמיום דו-ערכי, יון עופרת דו-ערכי, יון אבץ דו-ערכי ויון ניקל דו-ערכי. ושימו לב ל- pH של כל פתרון.
לאחר מכן, להוסיף 50 מיליגרם של זאוליט לכל תמיסת מתכת כבדה. לבסוף, להתאים את ה- pH של התמיסה עם 0.1 חומצה הידרוכלורית טוחנת או 0.1 טוחנת נתרן הידרוקסיד, ומערבבים את התערובת ב 600 סיבובים לדקה במשך 48 שעות ב 25 מעלות צלזיוס. לאחר מכן, סנן את התמיסות המעורבות דרך ממברנות של 0.22 מיקרון.
לדלל אותם ל 1000 x על ידי הוספת תמיסת חומצה חנקתית 2% ולמדוד את ריכוזי המטלואיד הכבד השיורי עם ספקטרומטריית מסת פלזמה מצומדת אינדוקטיבית עם טווח בדיקה של 0.001 חלקים למיליון לחלק אחד למיליון. המבנה הגבישי של מסגרת זאוליט מסוג FAU ותחמוצת ברזל מראה כי הזאוליט של FAU מורכב מטבעות תלת-ממדיות בעלות 12 איברים. הוא שייך למערכת הגבישים המעוקבים.
קבוצת החלל היא FD 3M, ופרמטר תא היחידה הוא 24.3450 אנגסטרום. תבנית ההשחתה של אבקת קרני הרנטגן של החומר המרוכב זאוליט מסוג FAU של תחמוצת הברזל חשפה התאמה נהדרת של דגימה זו עם החומרים הסטנדרטיים המדומים, מה שמרמז על הצלחת הסינתזה. תמונת מיקרוסקופיית האלקטרונים הסורקת הבהירה כי החומר המרוכב זאוליט מסוג FAU של תחמוצת ברזל מראה מורפולוגיה דמוית מחט עם טוהר גבוה.
מיפוי ספקטרוסקופיה של קרני רנטגן מפזרות אנרגיה מראה כי יסודות הרכב זאוליט טיפוסיים כמו סיליקון, אלומיניום, נתרן וחמצן חולקו באופן שווה על החומר, וברזל חולק באופן דיסקרטי בחומר המרוכב. כושר הספיגה של חומר מרוכב זאוליט מסוג FAU של תחמוצת ברזל עבור שמונה תמיסות מתכת כבדות טיפוסיות הראה יכולת גבוהה להפליא לספיגת יוני עופרת דו-ערכיים ויוני קדמיום דו-ערכיים. השלבים הקריטיים ביותר הנוגעים לסינתזה חוקית של חומרים שנספרו כוללים הפעלת אלקלי, הכנת מבשר והתגבשות.
עבודה זו סוללת את הדרך לניצול ישיר של קרקע כחומרי גלם לסינתזה של חומרי מנטור, אותם ניתן להרחיב עוד יותר לסוגים אחרים של קרקעות ליישומים רחבים של הנדסה סביבתית.
