Wie lässt sich giftiges Metall in Entwicklungsländern mit einem kostengünstigen Nanomaterial entfernen?

Die Arsen-(III)-Kontamination des umliegenden Ökosystems verursachte toxische Wirkungen auf das Nerven-, Verdauungs- und Immunsystem sowie auf Lunge, Nieren, Haut und Augen. Alle oben genannten Faktoren sind die Gründe und die Motivation für unsere Forschung zu diesem Thema, um die Probleme zu lösen, die Arsen verursacht hat. Die Arsenkontamination hat die Toxizität für das Ökosystem und die menschliche Gesundheit erhöht; As(III) zerstörte außerdem die DNA und hatte krebserregendes Potenzial. Unter den Wasserreinigungsverfahren zur Entfernung eines breiten Spektrums von Verbindungen aus industriellem Abwasser haben wir das Adsorptionsverfahren gewählt, weil es erschwinglich, schnell, einfach zu konzipieren und effizient ist und große Aufmerksamkeit der Forscher findet. In den Laboren der University of Education (UEd), Vietnam National University, wurde ein Pilotsystem wie folgt betrieben:

Forschungsgruppe: Truong Ngoc Kiem; Hoang Thu Ha; Vu Minh Anh; Nguyen Thi Hoa; Nguyen Thi Khanh Ly; Vu Thao Van; Nguyen Dang Quang; Hoang Huy Khanh; Le Huy, Nguyen Bao Huy; Manh Hoang Anh; Tran Chau Anh; Tran Hai Anh; Tran Dinh Minh*.

Zugehörigkeit: Vietnam National University, University of Education, Hoang Liet School, Hanoi-Amsterdam High School for the Gifted, Chu Van An High School, Marie Curie Hanoi School und High School of Education Sciences.

In dieser Studie untersuchten wir eine neuartige, kostengünstige Bambuskohle, die mit alkalischen und sauren funktionellen Gruppen modifiziert wurde, und zwar durch NH4OH- und HCl-Lösung (BC-N und BC-H) bei einer Wärmebehandlung in Stickstoffatmosphäre, für die Arsenadsorption aus Abwässern. Zur Bestimmung der Eigenschaften der Adsorbentien wurden SEM, TEM, FTIR und XRD eingesetzt.

STEM-Bildung im praktischen Chemieunterricht an der UEd, VNU.

In der TEM-Analyse zeigte sich, dass BC-N eine Struktur im Nanomaßstab hatte, wobei BC-N eine kugelförmige Gestalt und eine homogene Verteilung aufwies. Die modifizierte BC wurde synthetisiert, indem die BC in wässrige NH4OH- und HCl-Lösungen eingeweicht und anschließend in N2-Atmosphäre bei unterschiedlichen Temperaturen erhitzt wurde. BC-N und BC-H zeigten im Vergleich zur ursprünglichen BC eine höhere Effizienz bei der As-Entfernung. Der optimale pH-Wert für die As(III)-Adsorption wurde bei 4 bestimmt. Die As-Entfernung hing hauptsächlich von der Anfangskonzentration und der Adsorbensdosis ab. Die As-Adsorption folgte gut dem kinetischen Modell pseudo-zweiter Ordnung und der Freundlich-Isotherme. Darüber hinaus nahmen die Effizienzen der As(III)-Adsorption in realen Abwasserproben im Vergleich zu den synthetischen Laborproben bei allen Anfangskonzentrationen von As(III) ab. BC-N sollte als vielversprechendes Adsorbens zur Entfernung von As(III) aus Wasser betrachtet werden.

Die modifizierten BC-N und BC-H sind ein vielversprechendes Adsorbens für die Behandlung arsenbelasteter Abwässer. Dieses Projekt hat die Forschung zu modifizierter Bambuskohle für die schnelle Adsorption zur Entfernung von As(III) aus Wasser demonstriert. NaOH-Lösung wurde als geeignetes Lösungsmittel zur Regenerierung der wiederverwendeten BC-N ausgewählt. Die optimalen Bedingungen für den As(III)-Adsorptionsprozess wurden berechnet: pH = 4, Adsorbensdosis = 2,5 g/L.

Diese Forschung wurde von der Vietnam National University, Hanoi, Vietnam gefördert und finanziert.