We gebruiken cookies om uw ervaring te verbeteren.Door verder te bladeren op deze site gaat u akkoord met ons gebruik van cookies.Meer informatie.In een recente studie gepubliceerd in het tijdschrift Nanomaterials, analyseerden onderzoekers de effectiviteit van ongerept gereduceerd grafeenoxide (rGO) bij het verwijderen van kationische verontreinigende stoffen zoals methyleenblauw (MB) en kwik-(II) (Hg-(II)) uit verontreinigd water.Studie: verwijdering van kationische verontreinigende stoffen uit waterige oplossing met behulp van gereduceerd grafeenoxide.Afbeelding tegoed: kosmos111/Shutterstock.comDe ongerepte rGO vertoonde een adsorptiecapaciteit van 121,95 mg g−1 en 109,49 mg g−1 met een efficiëntie van ongeveer 89% en 73% bij 298 K voor respectievelijk MB en Hg (II).Bovendien reageerden de gevangen kationische verontreinigende stoffen tegelijkertijd op zowel fysisorptie als chemisorptie.Industrieel en landbouwafval zoals kleurstoffen en zware metalen vormen een aanzienlijk deel van de kationische waterverontreinigende stoffen.Deze zijn schadelijk voor in het water levende organismen en mensen omdat ze kankerverwekkend en mutageen zijn en de disfunctie van belangrijke menselijke organen zoals de nier, de lever, het voortplantingssysteem en het centrale zenuwstelsel bevorderen.De methoden om deze kationische verontreinigende stoffen te verwijderen omvatten membraanfiltratie, ionenuitwisseling, adsorptie, elektrocoagulatie, elektroflotatie en elektrodepositie.Figuur 1. Karakterisering van beginnende grafietbron: (a) SEM-morfologie, (b) XRD-meting en (c,d) Raman-spectrum van 1000 tot 3000 cm−1 opgenomen met 532 excitatielaser.De intensiteit werd genormaliseerd door de meest intense piek.Het Raman-spectrum werd aangepast met behulp van Lorentz-functies.© Tene, T., et al. (2022)Hiervan is de absorptiemethode kosteneffectiever en milieuvriendelijker, waarbij actieve kool wordt gebruikt.De hoge kosten en het gecompliceerde regeneratieproces beperken echter de grootschalige toepassingen van actieve kool.Als alternatief heeft rGO veel aandacht gekregen vanwege zijn hydrofiele en halfgeleidende eigenschappen.Bovendien maakt de aanwezigheid van functionele zuurstofgroepen op het oppervlak van rGO een sterke covalente binding met chelerende groepen mogelijk.Deze chelaatvormende groepen reageren met metaalionen om een stabiel in water oplosbaar complex te vormen.Daarom kunnen zware metaalionen effectief uit water worden verwijderd door middel van adsorptie zonder dat er extra energiebronnen nodig zijn.In deze studie gebruikten de onderzoekers de milieuvriendelijke oxidatie-reductiemethode om rGO stapsgewijs uit puur grafiet te synthetiseren.Vervolgens werden de absorptie-efficiënties van ongerept rGO en extra gefunctionaliseerd rGO gemeten en vergeleken in de bereide MB- en Hg (II)-oplossingen bij kamertemperatuur van 298K gedurende respectievelijk 30 min en 20 min.Tijdens het oxidatieproces werd puur grafietpoeder gemengd met zwavelzuur (H2SO4) en kaliumpermanganaat (KMnO4) om een exotherme oxidatiereactie te veroorzaken, gevolgd door verwijdering van resterende verbindingen met behulp van waterstofperoxide (H2O2), zoutzuur (HCl) en gedestilleerd water om ongerepte grafietoxide (GO) vlokken te verkrijgen.De bereide GO-vlokken werden gecentrifugeerd met citroenzuur en gedestilleerd water en vervolgens 2 uur bij 353 K gedroogd om ongerept rGO-poeder te verkrijgen.In extra gefunctionaliseerde rGO werden zuurstoffunctionele groepen rGO gefunctionaliseerd met extra elektroactieve groepen.Figuur 2. Adsorptiekinetiek van (a) MB op rGO en (b) Hg(II) op rGO als functie van de contacttijd (60 min) bij 298 K. © Tene, T., et al (2022)Scanning-elektronenmicroscopie (SEM) microfoto's van GO onthulden een face-to-face stapeling van vlokken en gerimpelde geaggregeerde vlokken.Daarentegen had rGO willekeurig georganiseerde vlokken met oppervlaktemorfologie bestaande uit mesoporiën en microporiën.Raman-spectra van GO vertoonden een sterk verbrede en zeer lage intense 2D-piek in vergelijking met puur grafiet.Het FTIR-spectrum van GO toonde de aanwezigheid van COC-binding bij 1044 cm-1, CO-binding bij 1222 cm-1, C=C-binding bij 1644 cm-1, C=O bij 1729 cm-1 en CH-binding bij 3426 cm −1.Na de reductie vertoonde het rGO-spectrum echter verzwakte en verzwakte pieken van de bovenstaande bindingen als gevolg van het verwijderen van zuurstofbevattende functionele groepen.Verder onthulde de adsorptiekinetiek van MB en Hg (II) op rGO bij 298 K dat rGO na 30 minuten MB-moleculen snel innam, terwijl voor Hg (II) -moleculen de evenwichtstijd van adsorptie 20 minuten was.De verbeterde effectiviteit van rGO bij het adsorberen van kationische verontreinigende stoffen was te wijten aan de toename van het teruggewonnen oppervlak en de aanwezigheid van functionele zuurstofgroepen na het reductieproces.Toen de temperatuur van de oplossingen werd verhoogd, nam de maximale adsorptiecapaciteit van MB op rGO af van 121,95 naar 107,53 mg g-1.Voor Hg (II) op rGO nam de adsorptiecapaciteit toe van 109,49 tot 255,04 mg g-1, wat de significante invloed van temperatuur op kationische adsorptie op rGO aantoont.Figuur 3. Adsorptie-isotherm van Hg (II) op rGO rekening houdend met drie verschillende temperaturen (289-333 K).(a) Langmuir-model en (b) Freundlich-model.© Tene, T., et al. (2022)Samenvattend onderzochten de onderzoekers het effect van ongerept rGO bij de verwijdering van kationische verontreinigende stoffen zoals MB en Hg (II) uit water.Het team gebruikte ook een milieuvriendelijk oxidatiereductieproces voor de synthese van rGO.De verkregen maximale adsorptiecapaciteit van zowel MB als Hg (II) was respectievelijk 121,95 en 109,49 mg g-1 bij 298 K, wat veel hoger was dan eerder gerapporteerde onderzoeken.De bereikte adsorptie-efficiënties van 89% en 73% bij 298 K voor MB en Hg (II) met behulp van ongerepte rGO, in plaats van extra gefunctionaliseerde rGO, bieden een potentieel groen alternatief voor afvalwaterzuivering.Lees verder: De toekomst van het verwijderen van microplastics uit water met nanobuisjes.Tene, T., Bellucci, S., Guevara, M., Viteri, E., Arias Polanco, M., Salguero, O., Vera-Guzmán, E., Valladares, S., Scarcello, A., Alessandro, F., Caputi, L., Vacacela Gomez, C., (2022) Verwijdering van kationische verontreinigende stoffen uit waterige oplossing met behulp van gereduceerd grafeenoxide.Nanomaterialen, 12, 309. https://www.mdpi.com/2079-4991/12/3/30Disclaimer: De meningen die hier worden geuit, zijn die van de auteur die op persoonlijke titel is uitgedrukt en vertegenwoordigen niet noodzakelijk de mening van AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, de eigenaar en exploitant van deze website.Deze disclaimer maakt onderdeel uit van de gebruiksvoorwaarden van deze website.Bismay is een technisch schrijver uit Bhubaneshwar, India.Zijn academische achtergrond is in Engineering en hij heeft uitgebreide ervaring in het schrijven van inhoud, het beoordelen van tijdschriften en mechanisch ontwerpen.Bismay heeft een Masters in Materials Engineering en BE in Mechanical Engineering en is gepassioneerd door wetenschap & technologie en engineering.Naast zijn werk houdt hij van online gamen en koken.Gebruik een van de volgende formaten om dit artikel in je essay, paper of rapport te citeren:Prakash Rout, Bismay.(2022, 24 januari).Gereduceerd grafeenoxide dat wordt gebruikt om kationische waterverontreinigingen op te ruimen.AZoNano.Opgehaald op 25 januari 2022 van https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38564.Prakash Rout, Bismay."Gereduceerd grafeenoxide gebruikt om kationische waterverontreinigingen op te ruimen".AZoNano.25 januari 2022.