Uma abordagem de química verde foi desenvolvida para converter o solo vermelho amplamente distribuído no material compósito de zeólita FAU de óxido de ferro. Este material é capaz de remover os ferros de metal do cabelo na água e restaurar a saúde da água. Este protocolo demonstra a estratégia de usar diretamente o solo como matéria-prima para sensores de ecomateriais e fornece informações sobre a utilização de recursos de quatro solos típicos com base na filosofia de ciclo elementar.
O presente estudo pode ser informativo para os pesquisadores relacionados que estão interessados na utilização dos recursos do solo. Agora isso pode ser síntese de material e mediação de água. Para começar, remova a camada superior de 30 centímetros do solo contendo plantas e matéria orgânica residual no local de coleta, e colete o solo vermelho e seque-o ao ar livre à temperatura ambiente.
Após a secagem adequada, filtre o solo através de uma peneira de 30 malhas. Pese cinco gramas deste solo vermelho pré-tratado, um grama de dióxido de silício e 7,63 gramas de hidróxido de sódio e adicione-os a uma argamassa de ágata natural. Em seguida, moa-os por dois a três minutos em um pó fino.
Para ativação alcalina, transfira esta mistura alcalina para um revestimento de reator de Teflon de 100 mililitros sem a cobertura externa de aço inoxidável e aqueça-a no forno de 200 graus Celsius por uma hora. Em seguida, adicione 60 mililitros de água deionizada no revestimento do reator de Teflon contendo a mistura alcalina ativada. Adicione uma barra de agitação do tamanho apropriado e mexa a mistura a 600 RPM no agitador magnético durante três horas a 25 graus Celsius.
Para o processo de cristalização, transfira o gel homogêneo para uma autoclave de aço inoxidável de 100 mililitros e aqueça o gel em um forno de 100 graus Celsius por 12 horas. Em seguida, lave a zeólita obtida com água deionizada várias vezes até que o pH da solução esteja próximo de sete. Use uma centrífuga para separar o sólido e o líquido e coletar o sólido na parte inferior do tubo de centrífuga de 50 mililitros.
Finalmente, secar o produto obtido por oito horas em forno de 80 graus Celsius, seguido de moê-lo em pó fino para posterior caracterização. Preparar 50 mililitros de 1000 partes por milhão de soluções aquosas de íon de cobre bivalente, íon cromo trivalente, íon cromo hexavalente, íon arsênio trivalente, íon cádmio bivalente, íon chumbo bivalente, íon zinco bivalente e íon níquel bivalente. E observe o pH de cada solução.
Em seguida, adicione 50 miligramas de zeólita a cada solução de metais pesados. Finalmente, ajustar o pH da solução com ácido clorídrico molar 0,1 ou hidróxido de sódio molar 0,1 e agitar a mistura a 600 rotações por minuto durante 48 horas a 25 graus Celsius. Em seguida, filtre as soluções misturadas através de membranas de 0,22 mícron.
Diluí-los a 1000 x adicionando solução de ácido nítrico a 2% e medir as concentrações residuais de metais pesados com espectrometria de massa de plasma indutivamente acoplado com uma faixa de teste de 0,001 partes por milhão a uma parte por milhão. A estrutura cristalina da estrutura de zeólita do tipo FAU e do óxido férrico mostra que a zeólita da FAU é composta de anéis tridimensionais de 12 membros. Pertence ao sistema cristalino cúbico.
O grupo espacial é FD 3M, e o parâmetro da célula unitária é 24,3450 angstrom. O padrão de desfração de raios X em pó do material compósito de zeólita do tipo FAU de óxido de ferro revelou uma grande correspondência desta amostra com os materiais padrão simulados, sugerindo o sucesso da síntese. A imagem da microscopia eletrônica de varredura esclareceu que o material compósito de zeólita do tipo FAU de óxido de ferro apresenta morfologia semelhante a uma agulha com alta pureza.
O mapeamento por espectroscopia de raios X por dispersão de energia mostra que os elementos típicos de composição de zeólitas, como silício, alumínio, sódio e oxigênio, foram distribuídos uniformemente no material, e o ferro foi distribuído discretamente no material composto. A capacidade de absorção de material compósito de zeólita do tipo FAU de óxido de ferro para oito soluções típicas de metais pesados mostrou uma capacidade fascinantemente alta para absorção bivalente de íons chumbo e íons cádmio bivalentes. As etapas mais cruciais relativas à síntese válida de material contado incluem ativação alcalina, preparação de precursores e cristalização.
Este trabalho abre caminho para a utilização direta do solo como matéria-prima para a síntese de materiais do seu mentor, que pode ser expandido para outros tipos de solos para amplas aplicações de engenharia ambiental.
