È stato sviluppato un approccio di chimica verde per convertire il terreno rosso ampiamente distribuito nel materiale composito di zeolite FAU di ossido di ferro. Questo materiale è in grado di rimuovere i ferri metallici in acqua e ripristinare la salute dell'acqua. Questo protocollo dimostra la strategia di utilizzare direttamente il suolo come materia prima per i sensori di materiali ecologici e fornisce informazioni sull'utilizzo delle risorse di quattro terreni tipici basati sulla filosofia del ciclo elementare.
Il presente studio può essere informativo per i ricercatori correlati che sono interessati all'utilizzo delle risorse del suolo. Ora questa può essere la sintesi materiale e la mediazione dell'acqua. Per iniziare, rimuovere lo strato superiore di 30 centimetri del terreno contenente piante e materia organica residua nel sito di raccolta, raccogliere la terra rossa e asciugarla all'aria a temperatura ambiente.
Dopo una corretta asciugatura, filtrare il terreno attraverso un setaccio a 30 maglie. Pesare cinque grammi di questo terreno rosso pretrattato, un grammo di biossido di silicio e 7,63 grammi di idrossido di sodio e aggiungerli a una malta di agata naturale. Quindi, macinarli per due o tre minuti in una polvere fine.
Per l'attivazione degli alcali, trasferire questa miscela alcalina in un rivestimento del reattore in teflon da 100 millilitri senza il rivestimento esterno in acciaio inossidabile e riscaldarlo nel forno a 200 gradi Celsius per un'ora. Quindi aggiungere 60 millilitri di acqua deionizzata nel rivestimento del reattore in teflon contenente la miscela alcalina attivata. Aggiungere una barra di agitazione delle dimensioni appropriate e mescolare la miscela a 600 RPM sull'agitatore magnetico per tre ore a 25 gradi Celsius.
Per il processo di cristallizzazione, trasferire il gel omogeneo in un'autoclave in acciaio inossidabile da 100 millilitri e riscaldare il gel in un forno a 100 gradi Celsius per 12 ore. Quindi, lavare la zeolite ottenuta con acqua deionizzata più volte fino a quando il pH della soluzione è vicino a sette. Utilizzare una centrifuga per separare il solido e il liquido e raccogliere il solido sul fondo del tubo della centrifuga da 50 millilitri.
Infine, asciugare il prodotto ottenuto per otto ore in un forno a 80 gradi Celsius, seguito dalla macinazione in polvere fine per la successiva caratterizzazione. Preparare 50 millilitri di 1000 parti per milione di soluzioni acquose di ione rame bivalente, ione cromo trivalente, ione cromo esavalente, ione arsenico trivalente, ione cadmio bivalente, ione piombo bivalente, ione zinco bivalente e ione nichel bivalente. E nota il pH di ogni soluzione.
Quindi, aggiungere 50 milligrammi di zeolite a ciascuna soluzione di metalloide pesante. Infine, regolare il pH della soluzione con acido cloridrico molare 0,1 o idrossido di sodio molare 0,1 molare e mescolare la miscela a 600 giri al minuto per 48 ore a 25 gradi Celsius. Quindi, filtrare le soluzioni miste attraverso membrane da 0,22 micron.
Diluirli a 1000 x aggiungendo una soluzione di acido nitrico al 2% e misurare le concentrazioni residue di metalloidi pesanti con spettrometria di massa al plasma accoppiata induttivamente con un intervallo di prova da 0,001 parti per milione a una parte per milione. La struttura cristallina della struttura di zeolite di tipo FAU e dell'ossido ferrico mostra che la zeolite FAU è composta da anelli tridimensionali a 12 membri. Appartiene al sistema cristallino cubico.
Il gruppo spaziale è FD 3M e il parametro della cella unitaria è 24.3450 angstrom. Il modello di defrazione a raggi X della polvere del materiale composito di zeolite di tipo FAU di ossido di ferro ha rivelato una grande corrispondenza di questo campione con i materiali standard simulati, suggerendo il successo della sintesi. L'immagine al microscopio elettronico a scansione ha chiarito che il materiale composito di zeolite di tipo FAU di ossido di ferro mostra una morfologia aghiforme con elevata purezza.
La mappatura della spettroscopia a raggi X a dispersione di energia mostra che i tipici elementi di composizione della zeolite come silicio, alluminio, sodio e ossigeno erano distribuiti uniformemente sul materiale e il ferro era distribuito discretamente nel materiale composito. La capacità di assorbimento del materiale composito di zeolite di tipo FAU di ossido di ferro per otto soluzioni tipiche di metalli pesanti ha mostrato una capacità affascinante per l'assorbimento bivalente di ioni piombo e ioni cadmio bivalenti. I passaggi più cruciali riguardanti la sintesi di materiali contati validi includono l'attivazione degli alcali, la preparazione del precursore e la cristallizzazione.
Questo lavoro apre la strada all'utilizzo diretto del suolo come materia prima per la sintesi dei materiali del vostro mentore, che può essere ulteriormente estesa ad altri tipi di terreni per ampie applicazioni di ingegneria ambientale.
