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Oct 16, 2023

메틸렌블루 염료에 대한 흡착 성능 강화를 위한 이집트 검은 모래와 복합된 활성탄 합성

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 4209(2023) 이 기사 인용 1349 액세스 1 인용 측정 항목 세부 정보 본 연구는 새로운 다공성 물질 합성의 타당성을 보고합니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 4209(2023) 이 기사 인용

1349 액세스

1 인용

측정항목 세부정보

본 연구는 올리브석 활성탄(OS400)과 석류석(GA) 광물 함침(OSMG라고 함)으로 제조된 새로운 다공성 복합 흡착제의 합성 가능성을 보고합니다. 이 복합재(OSMG)는 거대분자 유기 염료를 흡착하는 능력 때문에 적용되었습니다. Brunauer-Emmett-Teller(BET), 에너지 분산형 X선 분광법(SEM-EDX)을 갖춘 주사 전자 현미경, X선 회절(XRD), 푸리에 변환 적외선과 같은 다양한 기술을 사용하여 복합재의 구조적 특성을 평가했습니다. 분광계(FT-IR). 가넷(GA), (OS400), (OSMG)의 비표면적은 각각 5.157 mg⋅g−1, 1489.598 mg⋅g−1 및 546.392 mg⋅g−1로 확인되었다. 새로운 복합체(OSMG)의 비표면적은 메틸렌 블루(MB)의 흡착을 향상시키기 위해 촉진되었습니다. 접촉시간, 초기염료농도, 흡착제 투여량, pH, 온도 등 다양한 조건에서 실험을 진행하였다. 이러한 실험의 데이터는 Langmuir, Freundlich, Temkin 및 Dubinin-Radushkevich(DR)를 포함한 여러 흡착 모델을 사용하여 분석되었습니다. 결과는 흡착이 Freundlich 모델에 가장 적합하고 흡착 과정이 유사 2차 운동 메커니즘을 따랐음을 나타냅니다. 추가적으로, 열역학적 분석은 가넷(GA) 흡착제에 대한 MB의 흡착은 흡열인 반면, (OS400) 및 (OSMG)에 대한 흡착은 발열 및 비자발적 과정임을 나타냅니다. OSMG 복합재는 흡착 성능의 큰 손실 없이 최소 5주기 동안 사용할 수 있으며 처리 후 물에서 쉽게 분리될 수 있습니다.

인위적 활동과 인구 증가는 생태계 전반에 걸쳐 오염물질이 존재하는 정도와 자주 연관되어 있습니다1. 물에 소량의 염료가 배출되더라도 수생 생물에 해를 끼치고 빛 투과율을 감소시키며 광합성에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다2. 전세계적으로 100,000개 이상의 상업용 염료에 대한 보고서가 제공됩니다3.

오늘날 모든 사람은 사실상 무제한으로 컬러에 접근할 수 있으며 연간 100만 톤 이상의 컬러가 생성됩니다1,4. 이러한 산업에 사용되는 일반적인 염료 중 하나는 메틸렌 블루입니다. 이는 수용성이고 섭취, 흡입 또는 피부에 접촉할 경우 해로울 수 있습니다5,6. 메틸렌 블루에 노출되면 눈 자극, 메트헤모글로빈혈증, 청색증, 경련, 빈맥, 호흡곤란을 일으키고 피부 자극을 유발할 수 있으며, 삼키면 메스꺼움, 구토, 설사 및 기타 여러 증상을 유발할 수 있습니다7. 이는 폐수에 매우 많이 존재합니다(소량의 염료 < 1ppm에서 눈에 띄게 나타남)6.

특정 산업에서 독성 염료를 생산하면 특히 폐수 형태로 심각한 환경 오염이 발생할 수 있습니다8. 이온 교환, 막 기술, 물리화학적 방법, 광화학 및 광촉매 공정, 고급 산화 및 생물학적 기술을 포함하여 폐수에서 이러한 염료를 제거하는 데 사용된 다양한 기존 기술과 전략이 있습니다9,10.

특정 산업에서 독성 염료를 생산하면 특히 폐수 형태로 심각한 환경 오염이 발생할 수 있습니다. 이온 교환, 막 기술, 물리화학적 방법, 광화학 및 광촉매 공정, 고급 산화 및 생물학적 기술을 포함하여 폐수에서 이러한 염료를 제거하는 데 사용된 다양한 기존 기술과 전략이 있습니다.

흡착은 불순한 폐수에서 오염물질을 제거하기 위해 널리 사용되며 효과적인 전략입니다11,12. 흡착의 장점에는 높은 제거 효율, 단순성, 적용 용이성 및 고농축 용액 처리 능력이 포함됩니다13,14 점토 광물, 나노물질, 농업 폐기물 및 생물학적 바이오매스를 포함하여 다양한 흡착제 재료가 흡착 공정에 사용되었습니다15,16 . 또한, 연구자들은 바이오 숯, 왕겨 바이오 숯, ZnO 나노입자 로딩 왕겨 바이오 숯, 바이오 숯-MgO 복합체, Fe3O4/Clinoptilolite 나노 복합체, Zn/Al 층 이중 수산화물 및 사탕수수 바이오 숯의 복합 흡착제와 같은 다수의 특정 흡착제를 치료에 사용했습니다. 폐수10.