用海藻制备石墨烯吸附材料净化水

印度一个研究小组开发出了一种石墨烯-硫化铁纳米材料,可以从海藻中提取,经过验证可以有效处理有毒废水,过程中无需再添加任何化学品。

研究人员使用海藻作为起始材料,使碳基清洁工艺完全绿色化

研究人员使用海藻作为起始材料,使碳基清洁工艺完全绿色化

目前,人们通常使用基于膜的过滤工艺来处理工业废水,但现有的技术通常不能百分之百完全过滤掉重金属污染物。为了解决这个问题,人们正在研究开发以活性炭、石墨烯或碳纳米管等碳材料为基础的净化工艺,因为这几种碳材料巨大的比表面积带来的优异吸附特性,可以通过吸附去除工业污水中的重金属离子。

Bhavnagar带领的团队

Bhavnagar带领的团队

印度中央盐和海洋化学研究所的研究人员Bhavnagar带领的团队已经开发出一种以海藻为原料的“绿色”工艺。他们通过直接热解技术利用丰富的海藻资源合成了石墨烯- 硫化铁纳米复合材料。

众所周知,海藻是一种非常常见的低成本的碳源。之前的研究表明,海藻类生物例如石莼可以吸附水中的铜离子和锌离子,但吸收能力相对较低。为了提高其吸收能力,该研究团队开发出了一种高温裂解工艺,将海藻转化为石墨烯片,这些石墨烯片掺杂有铁。通过实验发现,从海藻获得的石墨烯纳米复合材料对各种阳离子和阴离子染料以及铅和铬显示出非常高的吸附能力。

测试结果显示,该石墨烯复合材料在循环使用8个周期后,其吸附能力只有很微小的下降。即使混合染料也可以被吸附。数据显示,在中性pH环境下,该复合材料对铅的最大吸附容量为645毫克/克。据说这是有史以来报道的所有生物质衍生碳材料中吸附量最高的,另外,它还可以去除废水中高毒性六价铬。

高浓度盐的存在对纳米复合材料的吸附性能的影响可以忽略不计,使其成为高度污染废水预处理的合适人选,“负责该团队的Ramavatar Meena博士解释道。

纳米复合材料还通过将其沉积在商业滤纸上并将其用于定制流动池中以连续过滤模式进行测试。 仅仅五分钟的治疗就可以使高毒性的黑色染料溶液变成无色的水。 “这表明我们的配置可以与其他基于膜的工艺结合使用,如反渗透和纳米过滤,以完全有效地处理染料和纺织工业废水,”Meena博士说。

 

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