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Jul 01, 2023

革新的で持続可能なゼラチン@酸化グラフェンの合成

Scientific Reports volume 13、記事番号: 5347 (2023) この記事を引用 592 アクセス 2 Altmetric Metrics の詳細 ほとんどの染料および着色料は主に危険物として分類されています

Scientific Reports volume 13、記事番号: 5347 (2023) この記事を引用

592 アクセス

2 オルトメトリック

メトリクスの詳細

ほとんどの染料や着色料は、非生分解性で毒性が高く、発がん性が非常に高いという性質があるため、主に排水中の有害汚染物質として分類されています。 このため、水流に排出する前に廃水から廃染料を迅速かつ効率的に除去するには、吸着技術として許容されるアプローチを使用する必要があります。 したがって、本研究は、持続可能な天然産物としてのゼラチン（Gel）、非常に安定な炭素質材料の例としての酸化グラフェン（GO）、および炭素質材料としてのケイ酸ジルコニウム（ZrSiO4）という3つの異なる成分から新規なナノ生体吸着剤を合成することを目的とし、それに専念する。架橋試薬としてホルムアルデヒド (F) を使用して Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel を形成するための金属酸化物の組み合わせの例。 FT-IR などのいくつかの特性評価手法を使用して、Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel に組み込まれた表面反応性官能基を -OH、=NH、-NH2、-COOH、C=O などとして特定しました。 粒子形状の形態Ｇｅｌ＠ＧＯ－Ｆ－ＺｒＳｉＯ４＠Ｇｅｌのサイズは、１５．７５～３２．７９ｎｍを提供するＳＥＭ及びＴＥＭ分析から確認された。 表面積はBETによって測定され、219.46 m2 g-1に相当することがわかりました。 さまざまな活動に広く適用できる色素の例として、塩基性フクシン (BF) 汚染物質の生体吸着除去が、pH (2 ～ 10)、反応時間 (1 ～ 30 分)、初期 BF 汚染物質濃度 (5 –100 mg L−1)、ナノ生体吸着剤の投与量 (5 ～ 60 mg)、温度 (30 ～ 60 °C)、および干渉イオン。 BF 色素の最大生体吸着除去値は、推奨される pH 7 条件で、それぞれ 5 および 10 mg L-1 を使用して 96.0 および 95.2% として確立されました。 熱力学パラメーターは、Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel への BF 色素の吸着が自発的および吸熱反応を介して発生することを示しました。 化学吸着は、フロイントリヒ モデル仮説に従って不均一な表面上に多層を形成することによる主要な吸着メカニズムです。 実際の水サンプルからの BF 汚染物質の生体吸着除去における最適化された Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel の適用性は、バッチ技術によって成功裏に達成されました。 したがって、この研究は、Gel@GO-F-ZrSiO4@Gel が優れた効率で BF 汚染物質を含む産業排水の浄化に大きな影響を及ぼしたことを明確に示しています。

環境汚染は、世界的な関心が高い重大なテーマとしてよく知られており、文書化されています1。 したがって、水質汚染は、人間、動物、植物の生命に多大な影響を及ぼすため、これらのテーマに分類され、多くの研究が行われています2。 水質汚染は一般に、固体および液体の物体3、化学的および生物学的汚染物質4、有毒な重金属および放射性同位体5、有機および無機物質6、およびその他の種類の汚染7を含む、さまざまな起源の多数の汚染物質を含むダム排水によって引き起こされます。 有機汚染物質による水の汚染は、フミン物質 8、フェノール誘導体 9、石油廃棄物 10、界面活性剤 11、殺虫剤 12、肥料 13、医薬品 14、染料、およびその他の有機汚染物質 15 から発生する可能性があります。 化粧品、皮なめし工場、繊維、食品、医薬品分野などの多くの重要な産業分野での利用を目的とした染料の世界の年間生産量は多い(約100万トン)ため、一般に大量の汚染された廃水染料がそのまま廃棄されている。水流中での前処理16． 繊維セクターは、水道システムへの年間 7.5 トン以上の排出に関連した役割を果たしていると報告されています17。 色材や染料の大部分は、非生分解性、ベンジジン、フェニレン、アゾ部分の存在による高い毒性と発がん性の観点から、その性質から主に有害な汚染物質として知られています18。 今後は、廃染料を水流や資源に排出する前に廃水から許容可能かつ迅速に除去するための適切な方法論が探索され、決定されなければなりません19。