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Jun 17, 2023

비 킬레이트 포착 및 자기 제거

Scientific Reports 6권, 기사 번호: 21027(2016) 이 기사 인용 7011 액세스 28 인용 7 Altmetric Metrics 세부 정보 자기 선광을 기반으로 한 토양 복원 방법은 다음과 같습니다.

Scientific Reports 6권, 기사 번호: 21027(2016) 이 기사 인용

7011 액세스

28 인용

7 알트메트릭

측정항목 세부정보

자기 선광을 기반으로 한 토양 복원 방법이 보고되었습니다. 새로운 자성 고체 킬레이트제 분말인 FS@IDA(이미노디아세트산 킬레이트제로 코팅된 코어-쉘 Fe3O4@SiO2 나노입자)는 킬레이트화를 통해 토양 내 비자성 중금속을 선택적으로 포획하고 자기 분리를 통해 제거하기 위한 반응성 자성 담체로 사용되었습니다. FS@IDA는 자성, 다중 코어, 코어-쉘 Fe3O4@SiO2(FS) 나노입자의 표면에 킬레이트 그룹을 생성하는 무기-유기 및 유기 합성 반응을 통해 제조되었습니다. 이 반응에는 실란 커플링제와 클로로아세트산나트륨이 사용되었습니다. 결과는 FS@IDA가 수불용성 염 시스템에서 Cd, Zn, Pb, Cu 및 Ni 탄산염, 황산납 및 염화납의 중금속 성분을 킬레이트화할 수 있음을 보여줍니다. 생성된 FS@IDA-Cd 및 FS@IDA-Pb 킬레이트는 자기적으로 분리될 수 있으며 Cd 및 Pb에 대한 제거율은 각각 약 84.9% 및 72.2%입니다. FS@IDA는 잔류 중금속과 토양 내 유기물에 결합된 중금속을 제거할 수 없었습니다. FS@IDA는 토양의 화학적 구성을 크게 변경하지 않았으며 빠른 킬레이트화 포획, 간단한 자기 분리 및 중금속 용출을 촉진했습니다. FS@IDA도 쉽게 준비하고 재처리할 수 있습니다.

최근 중국 환경보호부가 발표한 공식 보고서에 따르면1 중국 경작지의 19.4%가 카드뮴, 수은, 비소 등의 중금속과 다환 방향족 탄화수소 등의 유기 오염물질로 오염되어 있으며, 이로 인해 환경 문제와 식품 안전 문제. 예를 들어, 2013년 5월의 “독쌀 사건”에서 중국 광저우 식품의약국은 광저우에서 소비되는 쌀 및 관련 제품의 44.4%가 카드뮴2에 오염되어 있음을 발견했습니다. 넓은 지역의 토양 복원이 시급히 필요합니다. 화학적 침출3, 동전기적 정화4, 식물 정화5,6 등 중금속을 제거하기 위한 여러 전략이 제안되었으며7,8,9,10 중국에서 시험적으로 사용되고 있습니다.

환경 문제를 해결하기 위해 흡착재로 자성 나노입자(MNP)를 사용하는 것은 독특한 금속 이온 흡착 특성과 자석을 사용하여 수용액으로부터의 손쉬운 분리로 인해 점점 더 주목을 받고 있습니다. 표면에 흡착 작용기를 갖는 Fe3O4 MNP는 용액 내 금속 이온을 포착하여 폐수 또는 산업 폐수15,16,17에서 중금속 이온을 선택적으로 추출하는 데 매우 적합합니다. 로드된 나노입자는 자석으로 회수될 수 있으며, 금속 이온은 이후 MNP에서 제거될 수 있습니다. MNP는 재사용이 가능하고 유해 화학물질을 사용하지 않기 때문에 이 공정은 지속 가능합니다.

최근에는 표면 킬레이트 그룹을 갖는 독특한 코어-쉘 MNP, 특히 Fe3O4@SiO2(FS)가 유기-무기 및 표면 기능화 반응을 통해 제조되었습니다. N-[(3-트리메톡시실릴)프로필] 에틸렌디아민 트리아세트산으로 코팅된 FS 입자를 제조하여 희토류 이온을 추출하고 분리하는 데 사용했습니다. 이러한 물질은 또한 아미노, 이미노 및 술폰산 그룹으로 기능화되었으며 수용액에서 Pb(II) 및 Cr(VI)를 선택적으로 제거하는 데 사용됩니다19. 포르피린 기능화된 FS 입자는 수성 Hg2+ 이온을 감지, 흡착 및 제거하는 데 사용되었습니다. 표면 기능화된 FS 입자를 MNP와 비교하면 자기 회수 중 산성 환경에 대한 저항성이 향상되었을 뿐만 아니라 나중에 쉽게 탈착될 수 있는 일부 중금속 이온을 선택적으로 흡착한다는 것을 알 수 있습니다. 그러나 현재까지 킬레이트 표면 그룹을 갖는 MNP 및 FS 입자에 의한 중금속 이온 분리에 대한 거의 모든 문헌 보고는 수용액 시스템에 초점을 맞추고 있습니다. 대조적으로, 고체-액체 시스템 및 다단계 토양 시스템에서 다른 화학적 형태의 중금속을 포집하는 방법은 널리 조사되지 않았습니다.