広く分布している赤い土を酸化鉄FAUゼオライト複合材料に変換するために、グリーンケミストリーアプローチが開発されました。この材料は可能です 水中の髪の金属鉄を取り除き、水の健康を回復します。このプロトコルは、エコマテリアルセンサーの原料として土壌を直接使用する戦略を示し、元素循環哲学に基づいて4つの典型的な土壌の資源利用に関する洞察を提供します。
本研究は、土壌資源利用に関心のある関連研究者にとって有益である。今、それは材料合成と水媒介である可能性があります。まず、採取場所で植物や残留有機物を含む土壌の最上層30cmを取り除き、赤い土壌を回収して室温で風乾します。
適切に乾燥させた後、30メッシュのふるいを通して土壌をろ過します。この前処理された赤い土5グラム、二酸化ケイ素1グラム、水酸化ナトリウム7.63グラムの重さを量り、それらを天然の瑪瑙乳鉢に加えます。次に、それらを2〜3分間微粉末に粉砕します。
アルカリ活性化のために、このアルカリ混合物をステンレス鋼の外装なしで100ミリリットルのテフロン(登録商標)リアクターライナーに移し、摂氏200度のオーブンで1時間加熱する。次に、活性化アルカリ混合物を含むテフロン(登録商標)反応器ライナーに60ミリリットルの脱イオン水を加える。適切なサイズの攪拌子を追加し、マグネチックスターラーで600 RPMで摂氏25度で3時間混合物を攪拌します。
結晶化プロセスでは、均質なゲルを100ミリリットルのステンレス鋼オートクレーブに移し、摂氏100度のオーブンで12時間加熱します。次に、得られたゼオライトをイオン交換水で溶液pHが7近くなるまで数回洗浄する。遠心分離機を使用して固体と液体を分離し、50ミリリットルの遠沈管の底に固体を収集します。
最後に、得られた製品を摂氏80度のオーブンで8時間乾燥させ、続いてそれを微粉末に粉砕してその後の特性評価を行う。二価銅イオン、三価クロムイオン、六価クロムイオン、三価ヒ素イオン、二価カドミウムイオン、二価鉛イオン、二価亜鉛イオン、二価ニッケルイオンの1000ppm水溶液を50ミリリットル調製する。そして各溶液のpHに注意してください。
次に、各重半金属溶液に50ミリグラムのゼオライトを加えます。最後に、0.1モルの塩酸または0.1モルの水酸化ナトリウムで溶液のpHを調整し、摂氏25度で48時間、毎分600回転で混合物を攪拌します。次に、混合溶液を0.22ミクロンのメンブレンでろ過します。
2%硝酸溶液を加えて1000倍に希釈し、0.001ppmから100万分の1の試験範囲で誘導結合プラズマ質量分析で残留重半金属濃度を測定します。FAU型ゼオライトフレームワークと三二酸化鉄の結晶構造は、FAU型ゼオライトが三次元の12員環で構成されていることを示しています。それは立方晶系に属します。
空間群はFD 3Mで、単位格子パラメータは24.3450オングストロームです。酸化鉄FAU型ゼオライト複合材料の粉末X線回折パターンは、このサンプルとシミュレートされた標準材料との良好な一致を明らかにし、合成の成功を示唆しています。走査型電子顕微鏡像により、酸化鉄FAU型ゼオライト複合材料が高純度で針状の形態を示すことが明らかになった。
エネルギー分散型X線分光マッピングは、シリコン、アルミニウム、ナトリウム、酸素などの典型的なゼオライト組成元素が材料上に均一に分布し、鉄が複合材料中に慎重に分布していることを示しています。8つの典型的な重金属溶液に対する酸化鉄FAU型ゼオライト複合材料の吸収能力は、二価の鉛イオンと二価のカドミウムイオンの吸収に対して魅力的な高い能力を示しました。有効なカウント材料合成に関する最も重要なステップには、アルカリ活性化、前駆体調製、および結晶化が含まれます。
この作業は、メンター材料合成の原料として土壌を直接利用するための道を開き、幅広い環境工学用途のために他のタイプの土壌にさらに拡張することができます。
