Электропряденный композит ацетатцеллюлозы/активированного угля, модифицированный ЭДТА (rC/AC

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 9919 (2023) Цитировать эту статью

739 Доступов

16 Альтметрика

Подробности о метриках

В настоящем исследовании было изготовлено регенерированное целлюлозное нановолокно, включенное в активированный уголь и функционализированное rC/AC3.7 реагентом ЭДТА для удаления красителя метиленового синего (MB). rC/AC3.7 был изготовлен путем электроформования ацетата целлюлозы (CA) с раствором активированного угля (AC) с последующим деацетилированием. Для доказательства химической структуры была применена ИК-Фурье-спектроскопия. Напротив, анализы БЭТ, СЭМ, ТГА и ДСК применялись для изучения диаметра волокна и морфологии структуры, термических свойств и свойств поверхности rC/AC3.7-EDTA. СА был успешно деацетилирован с получением регенерированного целлюлозного нановолокна/активированного угля, а затем диангидрид этилендиаминтетрауксусной кислоты был использован для функционализации изготовленного композита нановолокон. rC/AC3.7-EDTA, rC/AC5.5-EDTA и rC/AC6.7-EDTA были протестированы на адсорбцию красителя MB с максимальным процентом удаления, достигающим 97,48, 90,44 и 94,17% соответственно. Наилучшими условиями для экспериментов по периодической абсорбции красителя MB на rC/AC3.7-EDTA были pH 7, доза адсорбента 2 г/л и начальная концентрация красителя MB 20 мг/л в течение 180 минут времени контакта с максимальный процент удаления 99,14%. Наиболее подходящими моделями изотерм являются Темкин и Хасли. Результаты моделей изотерм иллюстрируют применимость модели изотерм Ленгмюра (LIM). Максимальная емкость монослоя Qm, определенная с помощью линейного LIM, составляет 60,61 для 0,5 г/л rC/AC3.7-EDTA. Однако по результатам исследования функции ошибок наименьшую точность имеет модель обобщенной изотермы. Данные, полученные в результате исследования кинетических моделей, показали, что абсорбционная система следует кинетической модели псевдовторого порядка (ПСОМ) на протяжении всего периода абсорбции.

Многие загрязняющие вещества, в том числе красители и другие химические вещества, сбрасываются в водные объекты, вызывая серьезное загрязнение окружающей среды и нанося вред здоровью человека и других живых организмов из-за своей высокой токсичности1,2,3. Красители используются в ряде промышленных процессов, связанных с текстильной, фотографической, бумажной печатью, косметикой, окраской кожи, пищевой, резиновой, пластмассовой и фармацевтической промышленностью для окраски продукции4,5,6. Около 10–15% произведенных красителей выбрасывается в стоки во время крашения7,8. Краситель Метиленовый синий (MB) представляет собой катионный краситель с химической формулой C16H18N3SCl, который использовался в качестве индикатора химического анализа, лекарства от отравления цианидами, биологических аспектов и аквакультуры9,10. Сточные воды красителей MB могут нанести серьезный ущерб плодородному здоровью человека, рыболовству и сельскохозяйственным землям11. Для удаления красителей используются различные методы, включая химическую очистку, адсорбцию, флокуляцию, биологическую очистку, электрохимическую, осаждение, коагуляцию, ускоренное окисление и фотокатализ8,12,13,14. Наиболее эффективным методом поглощения красителей из воды является биологическое разложение, химическая очистка и адсорбция15. Однако у некоторых из этих методов есть ограничения, например, меньшая биологическая эффективность при биологическом разложении, а методы химического восстановления являются дорогостоящими и непригодными для сложных красителей16. Адсорбционные методы считаются наиболее эффективными, простыми в обращении, обратимыми, недорогими, удобными для переработки и безопасными методами удаления нежелательных токсичных красителей8,17. Целлюлоза является наиболее распространенным в природе полисахаридным биоматериалом, состоящим из сотен и тысяч единиц β-связанной D-глюкозы18,19,20. Он обладает привлекательными свойствами, такими как возобновляемость, экологичность, экономичность, нетоксичность, биоразлагаемость, биосовместимость, высокая степень кристалличности, исключительная степень полимеризации, повышенная прочность на разрыв, высокая кристалличность, и имеющие высокую удельную поверхность21,22,23. Были проведены заметные исследования композитов из ацетата целлюлозы и наноглины при электропрядении; однако эффективный подход к правильному использованию ацетата целлюлозы и глины для удаления загрязняющих веществ все еще отсутствует24,25,26.