Name: removal of arsenic using a cationic polymer gel impregnated with iron hydroxide
Uploaded: 2019-06-28T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Removal of Arsenic Using a Cationic Polymer Gel Impregnated with Iron Hydroxide at JoVE.com

Denne forskning blev støttet af JSPS KAKENHI'S Tilskudsnummer (26420764, JP17K06892). Bidraget fra ministeriet for jord, Insfrastruktur, transport og turisme (MLIT), regeringen i Japan under "byggeri teknologi forskning og udvikling tilskud program" til denne forskning er også anerkendt.  Vi anerkender også hr. Kiyotaka Senmoto ' bidrag til denne forskning. MS. Adele Pitkeathly, Senior skrivning rådgiver Fellow fra Writing Center of Hiroshima University er også anerkendt for engelske rettelser og forslag. Denne forskning blev udvalgt til mundtlig præsentation i 7th IWA-Aspire conference, 2017 og vand-og miljøteknologi konference, 2018.

Forsigtig: arsen er ekstremt giftigt. Brug venligst handsker, langærmet tøj og eksperimentelle beskyttelsesbriller på alle tidspunkter under eksperimentet for at forhindre enhver kontakt med arsen opløsning med hud og øjne. Hvis arsen kommer i kontakt med nogen del af din krop, vask det straks med sæbe. Derudover skal du rydde op i eksperimenterende omgivelser regelmæssigt, så du og andre ikke kommer i kontakt med arsen, selv når eksperimentet ikke udføres. Symptomerne på arsen eksponering kan forekomme efter ...

<ol>
	<li>Oremland, R. S., Stolz, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Ecology+of+Arsenic.">The Ecology of Arsenic.</a> Science. 300 (5621), 939-944 (2003).</li><li>Bibi, I., Icenhower, J., Niazi, N. K., Naz, T., Shahid, M., Bashir, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+21+-+Clay+Minerals:+Structure,+Chemistry,+and+Significance+in+Contaminated+Environments+and+Geological+{CO2}+Sequestration.">Chapter 21 - Clay Minerals: Structure, Chemistry, and Significance in Contaminated Environments and Geological {CO2} Sequestration.</a> Environmental Materials and Waste. , 543-567 (2016).</li><li>He, R., Peng, Z., Lyu, H., Huang, H., Nan, Q., Tang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+characterization+of+an+iron-impregnated+biochar+for+aqueous+arsenic+removal.">Synthesis and characterization of an iron-impregnated biochar for aqueous arsenic removal.</a> Science of the Total Environment. 612, 1177-1186 (2018).</li><li>Niazi, N. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arsenic+removal+by+Japanese+oak+wood+biochar+in+aqueous+solutions+and+well+water:+Investigating+arsenic+fate+using+integrated+spectroscopic+and+microscopic+techniques.">Arsenic removal by Japanese oak wood biochar in aqueous solutions and well water: Investigating arsenic fate using integrated spectroscopic and microscopic techniques.</a> Science of the Total Environment. 621, 1642-1651 (2017).</li><li>Shaheen, S. M., Eissa, F. I., Ghanem, K. M., Gamal El-Din, H. M., Al Anany, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heavy+metals+removal+from+aqueous+solutions+and+wastewaters+by+using+various+byproducts.">Heavy metals removal from aqueous solutions and wastewaters by using various byproducts.</a> Journal of Environmental Management. 128, 514-521 (2013).</li><li>Shakoor, M. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remediation+of+arsenic-contaminated+water+using+agricultural+wastes+as+biosorbents.">Remediation of arsenic-contaminated water using agricultural wastes as biosorbents.</a> Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 46 (5), 467-499 (2016).</li><li>Vithanage, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+of+arsenic+with+biochar+in+soil+and+water:+A+critical+review.">Interaction of arsenic with biochar in soil and water: A critical review.</a> Carbon. 113, 219-230 (2017).</li><li>Hu, X., Ding, Z., Zimmerman, A. R., Wang, S., Gao, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Batch+and+column+sorption+of+arsenic+onto+iron-impregnated+biochar+synthesized+through+hydrolysis.">Batch and column sorption of arsenic onto iron-impregnated biochar synthesized through hydrolysis.</a> Water Research. 68, 206-216 (2015).</li><li>Saharan, P., Chaudhary, G. R., Mehta, S. K., Umar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removal+of+Water+Contaminants+by+Iron+Oxide+Nanomaterials.">Removal of Water Contaminants by Iron Oxide Nanomaterials.</a> Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 14 (1), 627-643 (2014).</li><li>Siddiqui, S. I., Chaudhry, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iron+oxide+and+its+modified+forms+as+an+adsorbent+for+arsenic+removal:+A+comprehensive+recent+advancement.">Iron oxide and its modified forms as an adsorbent for arsenic removal: A comprehensive recent advancement.</a> Process Safety and Environmental Protection. 111, 592-626 (2017).</li><li>Tuna, A. &. #. 2. 1. 4. ;. A., &#246;zdemir, E., &#351;im&#351;ek, E. B., Beker, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removal+of+As(V)+from+aqueous+solution+by+activated+carbon-based+hybrid+adsorbents:+Impact+of+experimental+conditions.">Removal of As(V) from aqueous solution by activated carbon-based hybrid adsorbents: Impact of experimental conditions.</a> Chemical Engineering Journal. 223, 116-128 (2013).</li><li>Sahiner, N., Demirci, S., Sahiner, M., Yilmaz, S., Al-Lohedan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+superporous+p(3-acrylamidopropyl)trimethyl+ammonium+chloride+cryogels+for+removal+of+toxic+arsenate+anions.">The use of superporous p(3-acrylamidopropyl)trimethyl ammonium chloride cryogels for removal of toxic arsenate anions.</a> Journal of Environmental Management. 152, 66-74 (2015).</li><li>Barakat, M. A. A., Sahiner, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cationic+hydrogels+for+toxic+arsenate+removal+from+aqueous+environment.">Cationic hydrogels for toxic arsenate removal from aqueous environment.</a> Journal of Environmental Management. 88 (4), 955-961 (2008).</li><li>ur Rehman, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removal+of+arsenate+and+dichromate+ions+from+different+aqueous+media+by+amine+based+p(TAEA-co-GDE)+microgels.">Removal of arsenate and dichromate ions from different aqueous media by amine based p(TAEA-co-GDE) microgels.</a> Journal of Environmental Management. 197, 631-641 (2017).</li><li>Safi, S. R., Gotoh, T., Iizawa, T., Nakai, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+regeneration+of+composite+of+cationic+gel+and+iron+hydroxide+for+adsorbing+arsenic+from+ground+water.">Development and regeneration of composite of cationic gel and iron hydroxide for adsorbing arsenic from ground water.</a> Chemosphere. 217, 808-815 (2019).</li><li>Chaudhry, S. A., Ahmed, M., Siddiqui, S. I., Ahmed, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fe(III)-Sn(IV)+mixed+binary+oxide-coated+sand+preparation+and+its+use+for+the+removal+of+As(III)+and+As(V)+from+water:+Application+of+isotherm,+kinetic+and+thermodynamics.">Fe(III)-Sn(IV) mixed binary oxide-coated sand preparation and its use for the removal of As(III) and As(V) from water: Application of isotherm, kinetic and thermodynamics.</a> Journal of Molecular Liquids. 224, 431-441 (2016).</li><li>Chaudhry, S. A., Zaidi, Z., Siddiqui, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isotherm,+kinetic+and+thermodynamics+of+arsenic+adsorption+onto+Iron-Zirconium+Binary+Oxide-Coated+Sand+(IZBOCS):+Modelling+and+process+optimization.">Isotherm, kinetic and thermodynamics of arsenic adsorption onto Iron-Zirconium Binary Oxide-Coated Sand (IZBOCS): Modelling and process optimization.</a> Journal of Molecular Liquids. 229, 230-240 (2017).</li><li>Lin, S., Yang, H., Na, Z., Lin, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+biodegradable+arsenic+adsorbent+by+immobilization+of+iron+oxyhydroxide+(FeOOH)+on+the+root+powder+of+long-root+Eichhornia+crassipes.">A novel biodegradable arsenic adsorbent by immobilization of iron oxyhydroxide (FeOOH) on the root powder of long-root Eichhornia crassipes.</a> Chemosphere. 192, 258-266 (2018).</li><li>Allen, K. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hsp70+chaperones+as+modulators+of+prion+life+cycle:+Novel+effects+of+Ssa+and+Ssb+on+the+Saccharomyces+cerevisiae+prion+[PSI+].">Hsp70 chaperones as modulators of prion life cycle: Novel effects of Ssa and Ssb on the Saccharomyces cerevisiae prion [PSI+].</a> Genetics. 169 (3), 1227-1242 (2005).</li><li>Chaplin, B. P., Roundy, E., Guy, K. A., Shapley, J. R., Werth, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+natural+water+ions+and+humic+acid+on+catalytic+nitrate+reduction+kinetics+using+an+alumina+supported+Pd-Cu+catalyst.">Effects of natural water ions and humic acid on catalytic nitrate reduction kinetics using an alumina supported Pd-Cu catalyst.</a> Environmental Science and Technology. 40 (9), 3075-3081 (2006).</li><li>Zhang, Y., Cremer, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interactions+between+macromolecules+and+ions:+the+Hofmeister+series.">Interactions between macromolecules and ions: the Hofmeister series.</a> Current Opinion in Chemical Biology. 10 (6), 658-663 (2006).</li><li>Fawell, J. K., Ohanian, E., Giddings, M., Toft, P., Magara, Y., Jackson, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sulfate+in+Drinking-water+Background+document+for+development+of+WHO+Guidelines+for+Drinking-water+Quality.">Sulfate in Drinking-water Background document for development of WHO Guidelines for Drinking-water Quality.</a> World Health Organization. , 8 (2004).</li><li>ur Rehman, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+removal+of+high+quantities+of+toxic+arsenate+via+cationic+p(APTMACl)+microgels.">Fast removal of high quantities of toxic arsenate via cationic p(APTMACl) microgels.</a> Journal of Environmental Management. 166, 217-226 (2016).</li></ol>

Den vigtigste udvikling af vores udviklede metode er den unikke design strategi af gel komposit. Formålet med vores gel forberedelse metode var at maksimere mængden af jernindhold i gelen. Under forberedelsen tilføjede vi FeCl3 og NaOH til henholdsvis "initiatorløsningen" og "monomer Solution". Når monomer opløsningen blev blandet med initiatoropløsningen, var der en reaktion mellem fæl3 og NaOH, som producerede FeOOH inde i gelen. Dette fænomen sikrede maksimalt jernindhold i gel-komposit....

Vandforurening er en stor miljømæssig bekymring, motivere forskerne til at udvikle metoder til at fjerne forurenende stoffer såsom arsen fra affalder1. Blandt alle de rapporterede metoder, adsorptionsprocesser er en relativt lav pris tilgang til tungmetal fjernelse2,3,4,5,6,7. Jern oxyhydroxid pulver anses for at være en af de mest effektive adsorbenter til udvinding af arsen fra vandige opløsninger8,9. Stadig, disse materialer lider af en række ulemper, herunder tidlig mætnings tider og giftige syntetiske prækursorer. Derudover er der en alvorlig negativ effekt i vandkvaliteten, når disse adsorbenter anvendes i en lang periode10. En yderligere separationsproces, såsom sedimentering eller filtrering, er derefter nødvendig for at rense det forurenede vand, hvilket øger omkostningerne ved produktionen yderligere8,11.
For nylig, forskere har udviklet polymer gels såsom kationiske hydrogels, microgels, og cryogels der har demonstreret effektive adsorptions egenskaber. F. eks. blev en fjernelse af arsenik på 96% opnået ved kationisk cryogel, poly (3-acrylamidopropyl) trimethylammoniumchlorid [p (APTMACl)]12. Desuden, ved pH 9, ca 99,7% fjernelse effektivitet blev opnået ved denne kationiske hydrogel13. Ved pH-værdi blev 98,72 mg/g maksimal arsen-adsorptions kapacitet opnået ved hjælp af en mikrogel baseret på tris (2-aminoethyl) Amin (TAEA) og glyceroldiglycidyl ether (GDE), p (TAEA-Co-GDE)14. Selv om disse geler demonstreret god adsorptions forestillinger, de undlod effektivt at fjerne arsen fra vand ved neutrale pH-niveauer, og deres selectivities i alle undersøgte miljøer blev ikke rapporteret15. Der blev målt en maksimal adsorptions evne på 227 mg/g, når FE (III)-SN (IV) blandet binær oxid belagt sand blev anvendt ved en temperatur på 313 K og en pH på 716. Alternativt har fe-ZR Binary oxid belagt sand (IZBOCS) også været anvendt til at fjerne arsen og opnået en maksimal adsorptions evne på 84,75 mg/g ved 318 K og en pH på 717. Andre rapporterede adsorbenter lider af lav adsorptions præstation, manglende genvindelighed, lav stabilitet, høje drifts-og vedligeholdelsesomkostninger og anvendelse af farlige kemikalier i synteseprocessen4.
Vi forsøgte at løse ovennævnte begrænsninger ved at udvikle et materiale med forbedret arsen-adsorptions præstation, høj selektivitet i komplekse miljøer, genbrugs kapacitet og effektiv aktivitet ved neutrale pH-niveauer. Derfor har vi udviklet en kationisk gel sammensat af n, n-dimethylamino propylacrylamid methylchlorid kvaternære (dmapaaq) gel og jern (III) hydroxid (feooh) partikler som en adsorbent for arsenik fjernelse. Vi valgte at kombinere FeOOH med vores gel, fordi FeOOH øger adsorptions af begge former for arsen18. I denne undersøgelse, vores gel komposit var designet til at være ikke-porøs og blev imprægneret med FeOOH under forberedelsen. I det næste afsnit, detaljerne i gel forberedelse metode, herunder vores strategi for maksimering af indholdet af FeOOH diskuteres yderligere.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>N,N&#8217;-dimethylamino propylacrylamide, methyl chloride quaternary (DMAPAAQ) (75% in H2O)</td>
			<td>KJ Chemicals Corporation, Japan</td>
			<td>150707</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N&#8217;-Methylene bisacrylamide (MBAA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich, USA</td>
			<td>1002040622</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium sulfite (Na2SO3)</td>
			<td>Nacalai Tesque, Inc., Japan</td>
			<td>31922-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium sulfate (Na2SO4)</td>
			<td>Nacalai Tesque, Inc., Japan</td>
			<td>31916-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Di-sodium hydrogenarsenate heptahydrate(Na2HAsO4.7H20)</td>
			<td>Nacalai Tesque, Inc., Japan</td>
			<td>10048-95-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ferric chloride(FeCl3)</td>
			<td>Nacalai Tesque, Inc., Japan</td>
			<td>19432-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide(NaOH)</td>
			<td>Kishida Chemicals Corporation, Japan</td>
			<td>000-75165</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium peroxodisulfate (APS)</td>
			<td>Kanto Chemical Co. Inc., Japan</td>
			<td>907W2052</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid (HCl)</td>
			<td>Kanto Chemical Co. Inc., Japan</td>
			<td>18078-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride (NaCl)</td>
			<td>Nacalai Tesque, Inc., Japan</td>
			<td>31320-05</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

removal of arsenic using a cationic polymer gel impregnated with iron hydroxide

I dette arbejde forberedte vi en adsorbent sammensat af en kationisk polymer gel indeholdende jern hydroxid i sin struktur, der er konstrueret til at adsorberes arsen fra grundvandet. Den gel, vi valgte , var n-, n-dimethylamino-propylacrylamidmethylchlorid kvaternære-gel (dmapaaq). Formålet med vores forberedelsesmetode var at sikre det maksimale indhold af jern hydroxid i strukturen af gelen. Denne design metode aktiverede samtidig adsorptions ved både gelen og jern hydroxid bestandens polymer struktur, hvilket forbedrede materialets adsorptions evne. For at undersøge gelen, målte vi reaktionskinetikken, udførte pH-følsomheds-og selektivitets analyser, overvågede arsen-adsorptions ydelsen og udførte regenererings eksperimenter. Vi besluttede, at gelen gennemgår en af proces og når ligevægt på 10 h. Desuden adsorptions gelen arsen effektivt ved neutrale pH-niveauer og selektivt i komplekse ionmiljøer, hvilket opnår en maksimal adsorptions volumen på 1,63 mM/g. Gelen kunne regenereres med 87,6% effektivitet og NaCl kunne bruges til desorption i stedet for skadelige NaOH. Tilsammen er den præsenterede gel-baserede design metode en effektiv metode til at konstruere højtydende arsen-adsorbenter.

Figur 1 beskriver det eksperimentelle setup til fremstilling af DMAPAAQ + FeOOH gel. Tabel 1 illustrerer sammensætningerne af de materialer, der er involveret i fremstillingen af gelen.
Figur 2 viser forholdet mellem kontakttid og adsorptions af arsen med DMAPAAQ + FeOOH gel. I figuren blev mængden af adsorptions af arsen undersøgt ved 0,5, 1, 3, 7, ...

Watch this Scientific Journal Video about Removal of Arsenic Using a Cationic Polymer Gel Impregnated with Iron Hydroxide at JoVE.com

Removal of Arsenic Using a Cationic Polymer Gel Impregnated with Iron Hydroxide

I dette arbejde forberedte vi en adsorbent sammensat af kationisk n, n-dimethylamino propylacrylamid methylchlorid kvaternære (dmapaaq) polymer gel og jern hydroxid til adsorbering af arsen fra grundvand. Gelen blev fremstillet via en ny metode designet til at sikre det maksimale indhold af jern partikler i sin struktur.

Fjernelse af arsen ved hjælp af en kationisk polymer gel imprægneret med jern hydroxid

In this work, we prepared an adsorbent composed of a cationic polymer gel containing iron hydroxide in its structure designed to adsorb arsenic from ...

De største fordele ved denne procedure er, at gelen selektivt adsorber arsen fra grundvandet ved højere arsenkoncentrationer end de andre teknikker, og gelen kan regenereres. Demonstration af denne metode er afgørende, fordi forberedelsen af gelen og absorptionsforsøgene skal visualiseres for at kopiere forsøgene. Arsen findes i grundvandet i mere end 20 lande.Konsekvenserne af denne teknik kan udvides mod den udfordring at fjerne arsen fra forurenet vand. Denne metode kan også anvendes til behandling af industrielt spildevand forurenet med arsen. Når du prøver denne teknik for første gang, skal du følge forholdsreglerne strengt på alle tidspunkter.Dannelsen af gelblokken kan være udfordrende, hvis opløsningerne ikke blandes korrekt og forholdsmæssigt. Der tørres to 20 milliliterkolber og to 20 milliliterbægre med magnetiske rørestænger. Overfør 4,13 gram DMAPAAQ, 0,31 gram N, N'prime methylenebisacrylamid, 0,5 gram natriumsulfit og 3,36 gram natriumhydroxid til et 20 milliliterbæger.Opløsningen opløses helt i destilleret vand som opløsningsmiddel under omrøring i 30 minutter med den magnetiske rørestang. Blandingen overføres fra bægerglasset til en 20 millilitermålkolbe, og destilleret vand tilsættes for at generere en opløsning på 20 milliliter. Mærk opløsningen som monomeropløsningen.Tilsvarende tage 0.54 gram ammonium peroxodisulfat og 7.57 gram jernchlorid i en anden 20 milliliter bægerglas. Opløsningen opløses helt i destilleret vand under omrøring i 30 minutter med en magnetisk rørestang. Blandingen overføres fra bægerglasset til en anden 20 millilitermålekolbe.Og tilsæt destilleret vand til at komponere en 20 milliliter opløsning. Mærk løsningen som initiatorløsning. Når du har forberedt den eksperimentelle opsætning som diagrammer i tekstprotokollen, skal du overføre løsningerne til de respektive 20 millilitersseparer.Rens opløsningerne med nitrogengas i 30 minutter. Opløsningerne blandes sammen, og rør dem i et 50 milliliter reagensglas med en elektrisk omrører. Derefter placere blandingen i en chiller opretholdes ved 10 grader Celsius i fire timer.Tag gelblokken ud af reagensglasset og læg den på et fladt skærebræt. Få gel blok i en kubisk form fem millimeter i længden. Soak gel skiver med deioniseret vand i 24 timer for at fjerne urenheder.Den næste dag, sprede gel skiver på en petriskål og tørre dem ved stuetemperatur i 24 timer. Placer petriskålen med gelskiverne i ovnen ved 50 grader Celsius i 24 timer. Tør fem 40 milliliter plastbeholdere.Derefter måle og placere 20 milligram tørret gel i hver 40 milliliter plastbeholder. Der tilsættes 40 milliliter disnat hydrogenarsenathanptahydratopløsning til hver beholder i en anden koncentration. Opbevar beholderne i omrøreren ved 20 grader Celsius og 120 omdr./min. i 24 timer.Der udtages en fem milliliterprøve fra hver beholder, og der anbringes i et plastrør ved hjælp af en mikropipette. Mål ligevægts arsenniveauet i opløsningerne ved hjælp af højtydende væskekromatografi eller HPLC. Brug en analytisk kolonne på fire gange 200 millimeter, en beskyttelsessøjle på fire gange 50 millimeter og en fire millimeter suppressor.For adsorption analyse, tilføje 20 milligram tørret gel til en tørret 40 milliliter plastbeholder. Derefter tilsættes 40 milliliter af en 0,2 millimolar disodium hydrogen arsenat heptahydrat opløsning til beholderen. Hold beholderen i omrøreren ved 20 grader Celsius og 120 omdr./min. i 24 timer.Derefter indsamles en fem milliliter prøve i et plastrør ved hjælp af en mikro pipette. Vurder ligevægts arsen i opløsningen ved hjælp af HPLC som før. For at rengøre gelen skal du først anskaffe en maskestien.Opsam omhyggeligt de skrøbelige gelstykker, en ad gangen, så de ikke går i stykker, og læg dem i netsien. Gelen vaskes i mindst fem gange ved hjælp af deioniseret vand, så eventuelt resterende arsen på overfladen af gelen vaskes væk. Til desorptionsanalyser overføres omhyggeligt de skrøbelige gelstykker til en tørret 40 milliliter plastbeholder.Der tilsættes 40 milliliter en 0,5 molarnatriumchloridopløsning til beholderen. Hold beholderen i omrøreren ved 20 grader Celsius og 120 omdr./min. i 24 timer. Der udtages en fem milliliterprøve i et plastrør ved hjælp af en mikropipette, og ligevægts arsen i opløsningen ved hjælp af HPLC som før.Gentag processen for otte komplette cyklusser, med hver cyklus, herunder to runder af absorption og desorption analyser trin, adskilt af gel rengøring trin. Arsenabsorptionsbeløbet ved den kationiske polymergel, der indeholder jernhydroxid, blev afbildet ved forskellige koncentrationer af arsen. Resultaterne viser, at gelens maksimale arseniske adsorptionskapacitet var 1,36 millimoler pr. gram.Dataene er egnet til Langmuir isotherm model. Den selektive adsorption af arsen blev undersøgt med sameksisterende sulfat anion. Resultaterne viser, at selv om sulfat anion var til stede i opløsningen af gel, DMAPAAQ plus jernoxid adsorberet arsen selektivt på grund af jernoxid komponenter i gel struktur.Gelens re-anvendelighed blev undersøgt i otte sammenhængende dage ved hjælp af arsenopløsninger til adsorption og natriumchlorid til desorptionsprocesser. En regenereringseffektivitet på 87,6 % blev beregnet ud fra regenereringseffektiviteten ud fra adsorptionsdataene på dag ét og dag syv. Arsen er ekstremt farligt.Brug handsker, langærmet tøj og eksperimentelle beskyttelsesbriller på alle tidspunkter under forsøget for at forhindre enhver kontakt med arsenopløsning med hud og øjne.

Research

JoVE Journal

Environment

Automated Gel Size Selection to Improve the Quality of Next-generation Sequencing Libraries Prepared from Environmental Water Samples

Automatiseret Gel Size Selection For at forbedre kvaliteten af ​​Next-generation sequencing biblioteker fremstillet fra Environmental Water Prøver

Next-generation sequencing of environmental samples can be challenging because of the variable DNA quantity and quality in these samples. High quality DNA ...

Laboratory Simulation of an Iron(II)-rich Precambrian Marine Upwelling System to Explore the Growth of Photosynthetic Bacteria

Laboratory Simulation of an IronII-rich Precambrian Marine Upwelling System to Explore the Growth of Photosynthetic Bacteria

Laboratorium Simulering af en jern (II) -rig Prækambrium Marine Upwelling System til udforske Vækst af fotosyntetiske bakterier

A conventional concept for the deposition of some Precambrian Banded Iron Formations (BIF) proceeds on the assumption that ferrous iron [Fe(II)] upwelling ...

Biofilm Removal Using Carbon Dioxide Aerosols without Nitrogen Purge

Fjernelse Biofilm Brug kuldioxid Aerosoler uden Nitrogen Purge

Biofilms can cause serious concerns in many applications. Not only can they cause economic losses, but they can also present a public health hazard. ...

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

Protokol for Microplastics Sampling på havoverfladen og Sample Analysis

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of ...

Determination of Inorganic Arsenic in a Wide Range of Food Matrices using Hydride Generation - Atomic Absorption Spectrometry.

Bestemmelse af uorganisk arsen i en bred vifte mad matricer ved hjælp af hydrid Generation - atomabsorptionsspektrometri.

The European Food Safety Authority (EFSA) underlined in its Scientific Opinion on Arsenic in Food that in order to support a sound exposure assessment to ...

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron (Oxy)Hydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron OxyHydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Eksperimentelle kolonne Setup for at studere anaerob biogeokemiske interaktioner mellem jernhydroxider (Oxy), sporstoffer og bakterier

Fate and speciation of trace elements (TEs), such as arsenic (As) and mercury (Hg), in aquifers are closely related to physio-chemical conditions, such as ...

On-Site Molecular Detection of Soil-Borne Phytopathogens Using a Portable Real-Time PCR System

On-Site molekylær detektion af jord-bårne Phytopathogens ved hjælp af en bærbar Real-Time PCR System

On-site diagnosis of plant diseases can be a useful tool for growers for timely decisions enabling the earlier implementation of disease management ...

Optimized Procedure for Determining the Adsorption of Phosphonates onto Granular Ferric Hydroxide using a Miniaturized Phosphorus Determination Method

Optimeret Procedure til bestemmelse af Adsorption fosfonater på kornet jern hydroxid ved hjælp af en Miniaturized fosfor bestemmelse metode

This paper introduces a procedure to investigate the adsorption of phosphonates onto iron-containing filter materials, particularly granular ferric ...

Assessing the Particulate Matter Removal Abilities of Tree Leaves

Vurdering af partikler fjernelse evner af træet blade

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on ...

Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn (Zea mays) As an Exemplar

Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn Zea mays As an Exemplar

Kvantificere plante opløseligt Protein og fordøjeligt kulhydrat indhold, ved hjælp af majs (Zea mays) som en eksemplarisk

Elemental data are commonly used to infer plant quality as a resource to herbivores. However, the ubiquity of carbon in biomolecules, the presence of ...