Le rôle des composites nano-diamants dans l'élimination des polluants environnementaux

Le rôle des composites nano-diamants dans l'élimination des polluants environnementaux

Mots clés nanomètre, diamant|2019-10-11 09:57:18|Source China Superhard Materials Net

Résumé Un cœur de beauté, tout le monde l'a. Dans la société moderne, il y a beaucoup de vêtements colorés et de vêtements colorés, et ces vêtements colorés sont indissociables de toutes sortes de teintures. À l'heure actuelle, les colorants jouent un rôle important dans les industries du textile, du papier et du cuir. Chaque année, le monde naîtra...

Cœur de beauté en chacun. Dans la société moderne, il y a beaucoup de vêtements colorés et de vêtements colorés, et ces vêtements colorés sont indissociables de toutes sortes de teintures. Actuellement, les colorants jouent un rôle central dans les industries du textile, du papier et du cuir, produisant environ 1,6 million de tonnes de colorants dans le monde chaque année. Cependant, lors de l'utilisation de colorants, une grande partie du colorant sera perdue sous forme de déchets, provoquant une pollution majeure de l'eau. Même certains colorants sont hautement toxiques, constituant une menace sérieuse pour la santé humaine. Par conséquent, le développement d'eaux usées industrielles efficaces en plus de la technologie des colorants devient de plus en plus important.

Parmi de nombreuses technologies d'élimination des colorants, la technologie d'adsorption est devenue l'une des technologies les plus prometteuses et les plus efficaces en raison de son fonctionnement simple, de son faible coût et de sa bonne conception. Pour la technologie d'adsorption, le choix du bon adsorbant est la clé de l'efficacité de la technologie d'adsorption.

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(Source : J Mol. Liq.)

Les nanodiamants (ND) sont un nouveau type de nanomatériau de carbone avec d'excellentes propriétés telles qu'un petit volume, une grande surface spécifique et un faible coût. Ces propriétés rendent la ND facile à modifier avec différents réactifs et fournissent suffisamment de sites actifs pour le processus d'adsorption, ce qui en fait l'un des adsorbants les plus prometteurs dans le traitement de l'environnement.

Sur cette base, le professeur Zhang Xiaoyong de l'école de chimie de l'université de Nanchang et le professeur Yan Yan du département de chimie de l'université de Tsinghua ont choisi le bromure de 3-n-hexadécyl-1-vinylimidazolium ([C16VIm+][Br- ]) Le monomère sexuel, un composite ND modifié par liquide ionique, ND@IL, a été conçu par la réaction d'addition de Michael et utilisé pour une adsorption efficace des colorants azoïques. Le schéma est présenté sur la figure 1.

Figure 1. Schéma de principe de la préparation du composite ND@IL

(Source : J Mol. Liq.)

Les chercheurs ont d'abord confirmé par RMN, FTIR et d'autres caractérisations que le (3-aminopropyl)triéthoxysilane (APTES) et le liquide ionique [C16VIm+][Br-] étaient greffés sur la ND par réaction en deux étapes. Et préparé le matériau composite ND@IL. Comme le montre la figure 2, le taux de perte de poids à différentes températures a ensuite été analysé par analyse thermogravimétrique, ce qui a confirmé la réussite de la préparation du composite.

Figure 2. Analyse infrarouge et thermogravimétrique des composites ND, ND-NH2, ND@IL

(Source : J Mol. Liq.)

En plus de la caractérisation ci-dessus, les chercheurs peuvent observer des changements dans le matériau avant et après le greffage à partir des morphologies et des changements élémentaires par MET, spectroscopie EDS et tests XPS, comme le montrent les figures 3 et 4.

Figure 3. Image MET avant et après greffage et spectres EDS après greffage

(Source : J Mol. Liq.)

Figure 4. Spectres XPS des matériaux avant et après greffage

(Source : J Mol. Liq.)

La préparation du matériau est destinée à être appliquée au système d'adsorption de colorant réel. Dans le contrôle et le traitement réels de la contamination des colorants, le temps d'équilibre d'adsorption est un facteur clé pour prédire la faisabilité et l'efficacité de l'adsorbant. Les chercheurs ont utilisé le rouge Congo (CR) comme représentant des colorants azoïques pour étudier la cinétique d'adsorption et la capacité d'adsorption du ND@IL pour le CR. Comme le montre la figure 5, la quantité de CR adsorbée par les composites ND@IL a augmenté rapidement au cours des 5 premières minutes et a atteint une quantité de 226,4 mg g-1 à 39 minutes. La capacité d'adsorption du matériau ND sans modification IL n'a atteint que 61,1 mg g-1 à 49 min, ce qui a été attribué aux petits sites d'adsorption à la surface du matériau ND non modifié.

Figure 5. Cinétique d'adsorption et courbes de capacité d'adsorption de ND@IL pour CR

(Source : J Mol. Liq.)

Par la suite, les chercheurs ont également mené des recherches approfondies sur la courbe isotherme d'adsorption, la température d'adsorption optimale et les performances de recyclage de l'adsorbant. L'espace est limité et les lecteurs intéressés peuvent cliquer pour lire le texte original.

En résumé, cet article présente un nouveau composite d'adsorption à base de liquide ionique et de nanodiamant modifié par la réaction d'addition de Michael - ND@IL. En raison de l'introduction de chaînes alkyles hydrophobes et de blocs ioniques, les composites ND@IL peuvent être utilisés comme adsorbants à haute efficacité pour l'élimination du colorant azoïque rouge Congo dans les solutions colorées. Ce travail fournira une nouvelle approche des applications d'adsorption environnementale pour les composites à base de ND.

Lien d'origine :

https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0167732219351086

Auteur original :

GU Ang yang, hong aussi Huang, Jun et Chen, def UG press, Fe ng set Eden G, Q i Ang Huang, yuan s'il te plaît wen, moi je devrais l IU, ξ AO utilise Zhang Andy en Wei

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