중금속 제거를 위한 Fe2O3/FAU형 제올라이트 복합재료 합성을 위한 적색 토양의 자원 재활용

널리 분포 된 적색 토양을 산화철 FAU 제올라이트 복합 재료로 전환시키기위한 녹색 화학 접근법이 개발되었습니다. 이 물질은 물 속의 모발 금속 다리미를 제거하고 물의 건강을 회복시킬 수 있습니다. 이 프로토콜은 토양을 친환경 물질 센서의 원료로 직접 사용하는 전략을 보여주고 원소 순환 철학을 기반으로 4 가지 전형적인 토양의 자원 활용에 대한 통찰력을 제공합니다.

본 연구는 토양 자원 이용에 관심이있는 관련 연구자에게 유익 할 수 있습니다. 이제 재료 합성과 물 중재가 될 수 있습니다. 시작하려면 수집 장소에서 식물과 잔류 유기물이 포함 된 토양의 30cm 최상층을 제거하고 붉은 토양을 모아 실온에서 자연 건조시킵니다.

적절한 건조 후 30 메쉬 체를 통해 토양을 여과하십시오. 이 전처리된 붉은 토양 5g, 이산화규소 1g, 수산화나트륨 7.63g의 무게를 달아 천연 마노 절구에 추가합니다. 다음으로 2-3 분 동안 미세한 가루로 분쇄하십시오.

알칼리 활성화를 위해이 알칼리성 혼합물을 스테인레스 스틸 외부 덮개없이 100 밀리리터 테프론 반응기 라이너로 옮기고 섭씨 200도 오븐에서 1 시간 동안 가열합니다. 그런 다음 활성 알칼리 혼합물이 포함된 테프론 반응기 라이너에 60ml의 탈이온수를 추가합니다. 적절한 크기의 교반 막대를 추가하고 혼합물을 섭씨 25도에서 3시간 동안 자기 교반기에서 600RPM으로 저어줍니다.

결정화 과정을 위해, 균질 한 겔을 100 밀리리터 스테인레스 스틸 오토 클레이브로 옮기고 겔을 섭씨 100도 오븐에서 12 시간 동안 가열한다. 다음으로, 수득된 제올라이트를 용액 pH가 7에 가까워질 때까지 탈이온수로 여러 번 세척한다. 원심 분리기를 사용하여 고체와 액체를 분리하고 50 밀리리터 원심 분리기 튜브의 바닥에서 고체를 수집합니다.

마지막으로, 수득 된 생성물을 섭씨 80도 오븐에서 8 시간 동안 건조시킨 다음, 후속 특성화를 위해 미세 분말로 분쇄한다. 2가 구리 이온, 3가 크롬 이온, 6가 크롬 이온, 3가 비소 이온, 2가 카드뮴 이온, 2가 납 이온, 2가 아연 이온 및 2가 니켈 이온의 1000ppm 수용액 50ml를 준비합니다. 그리고 각 용액의 pH를 기록하십시오.

다음으로, 각 무거운 금속 용액에 50 밀리그램의 제올라이트를 첨가하십시오. 마지막으로, 용액의 pH를 0.1 몰 염산 또는 0.1 몰 수산화 나트륨으로 조정하고, 혼합물을 섭씨 25도에서 48 시간 동안 분당 600 회전으로 교반한다. 그런 다음 0.22 미크론 멤브레인을 통해 혼합 용액을 여과합니다.

2 % 질산 용액을 첨가하여 1000 배로 희석하고 0.001ppm에서 1ppm의 테스트 범위로 유도 결합 플라즈마 질량 분석법으로 잔류 중 금속 금속 농도를 측정합니다. FAU 형 제올라이트 프레임 워크와 산화철의 결정 구조는 FAU 제올라이트가 3 차원 12 원 고리로 구성되어 있음을 보여줍니다. 그것은 입방 결정 시스템에 속합니다.

공간 그룹은 FD 3M이고 단위 셀 매개 변수는 24.3450 옹스트롬입니다. 산화철 FAU 형 제올라이트 복합 재료의 분말 X 선 굴절 패턴은이 샘플과 시뮬레이션 된 표준 재료의 큰 일치를 보여 합성의 성공을 시사합니다. 주사 전자 현미경 이미지는 산화철 FAU 형 제올라이트 복합 재료가 고순도의 바늘 모양 형태를 나타낸다는 것을 분명히했다.

에너지 분산 형 X 선 분광법 매핑은 실리콘, 알루미늄, 나트륨 및 산소와 같은 전형적인 제올라이트 조성 원소가 재료에 고르게 분포되어 있고 철이 복합 재료에 신중하게 분포되어 있음을 보여줍니다. 8개의 전형적인 중금속 용액에 대한 산화철 FAU형 제올라이트 복합 재료의 흡수능은 2가 납 이온 및 2가 카드뮴 이온 흡수에 대해 매혹적으로 높은 용량을 보였다. 유효한 계수 물질 합성과 관련된 가장 중요한 단계에는 알칼리 활성화, 전구체 준비 및 결정화가 포함됩니다.

이 작업은 멘토 재료 합성을 위한 원료로 토양을 직접 활용할 수 있는 길을 열어주며, 이는 광범위한 환경 공학 응용 분야를 위해 다른 유형의 토양으로 더욱 확장될 수 있습니다.