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Mar 20, 2024

MCM の適用

Scientific Reports volume 13、記事番号: 9837 (2023) この記事を引用する 432 アクセス 2 引用 1 Altmetric Metrics の詳細 この研究では、MCM-48 メソポーラス材料が調製され、

Scientific Reports volume 13、記事番号: 9837 (2023) この記事を引用

432 アクセス

2 引用

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

この研究では、MCM-48 メソ多孔質材料を調製し、廃水からの 4-ニトロアニリン (4-ニトロベンゼンアミン) の吸着用の活性吸着剤として適用するために特性評価しました。 MCM-48 の特性評価は、次のようなさまざまな技術を実装することで指定されました。 走査電子顕微鏡 (SEM)、エネルギー分散型 X 線分析 (EDAX)、X 線回折 (XRD)、ブルナウアー・エメット・テラー (BET) 表面積、細孔径分布 (PSD)、およびフーリエ変換赤外 (FTIR) 。 バッチ吸着の結果は、MCM-48 が廃水からの 4-ニトロアニリンの吸着に非常に活性であることを示しました。 吸着平衡の結果は、ラングミュア、フロイントリヒ、テムキンなどの等温線を適用して分析されました。 I 型ラングミュア吸着による実験上の最大摂取量は、約 90 mg g-1 であることが判明しました。 決定係数 R2 = 0.9965 のラングミュア モデルは、フロイントリヒ モデル R2 = 0.99628 やテムキン モデル R2 = 0.9834 よりも優れています。 動的吸着は、擬一次、擬似二次、および粒子内拡散モデルに従って調査されました。 速度論的結果は、回帰係数が R2 = 0.9949 と非常に高いことを示しました。これは、吸着機構プロセスの擬似 2 次仮説が十分に支持されているように見えることを意味します。 吸着等温線と反応速度論の研究結果は、吸着機構が化学吸着プロセスと物理吸着プロセスであることを示しています。

世界最大の環境問題の 1 つは、特に発展途上国で発生する化学廃棄物による水汚染です。 4-ニトロアニリン (4-NA) などの芳香族物質は、殺虫剤、石油化学製品、化学塗料、製油所の製造から出る工業廃水の典型的な汚染物質の 1 つです1、2、3。 この物質は、その毒性、変異原性、発がん性により、重大な環境問題を引き起こしています4。 米国環境保護庁 (USEPA) は、この物質を最も重大かつ緊急の水質汚染物質の 1 つとして特定しました。 たとえ極度に低い濃度であっても、水中の 4-NA は人間の健康と水生生物に脅威をもたらします 5、6、7。 産業排水を処理するために、膜処理、凝集、生分解、吸着などのさまざまな処理方法が開発されています。 それでも、その使用は、高額な費用、非効率性、排水規制への違反などの問題によって制限されています8、9、10。 さらに、これらのプロセスのいくつかは、凝縮によって残留性有機汚染物質を液相 (水) から固相に凝縮するだけです。 その結果、二次汚染物質の処理に追加の支出が必要になります11、12、13、14。 吸着技術は廃水から無機および有機汚染物質を除去するために適用されており、特に好ましい吸着剤としてさまざまな材料を使用することに重点が置かれています。 使用済みの吸着材の再生は時間と費用がかかる手順であると言えます15。 このため、水性廃棄物の流れ中の汚染を除去するための新しい吸着剤を作成することに関心が集まっています16。 分子のサイズ、形状、および極性などのその他の特性に基づいて、ゼオライトは特定の化合物を拒否または選択的に吸着できます。 これは、それらが吸着剤として機能する可能性があることを意味します。 有機粘土は、水溶液からの有機分子の吸着に関するいくつかの研究の焦点となっている。 ケイ酸塩 16、メソポーラス材料 17、修飾および未修飾ゼオライト 18、19、20 に関する報告があります。 吸着剤として分離手順に応用するには、候補 MCM-48 がより有望であると思われます。 メソポーラス材料 MCM-48 は、1992 年にモービル オイルの研究者によって発見されて以来、触媒、触媒、吸収剤の担体として使用できる可能性があるため、科学者はメソポーラス材料 MCM-48 に非常に興味を持っています。 これらの材料特性は、高い熱安定性、最大 1.2 cm3 g-1 の比細孔容積、表面積 (1000 ～ 1500 m2 g-1)、狭い細孔サイズ分布、および「非細胞毒性」特性です。 MCM-48 を含むメソポーラス シリカベースの材料は、効率的な触媒担体、吸着剤、および最先端の薬物送達システムとして開発されています22。 これは、非常に優れた熱安定性、多孔質形態、巨大な表面積、およびシラノール基の存在に対する反応性の高い表面によるものです 23,24。