Low-cost renewable adsorbent developed from waste textile fabric and its application to he

Tani, odnawialny adsorbent opracowany z odpadów włókienniczych
i jego zastosowanie do adsorpcji metali ciężkich
Niskokosztowy adsorbent odnawialny został opracowany z odpadów tekstylnych Lyocell poprzez prostą karboksymetylację
i reakcje sieciowania. Sukces modyfikacji chemicznej został potwierdzony przez skaningowy elektron
mikroskopia, spektroskopia rentgenowska z rozpraszaniem energii i transformata Fouriera w spektroskopii w podczerwieni.
Metodologia powierzchni odpowiedzi została wykorzystana do optymalizacji parametrów procesu dla lepszej wydajności
mance. Czynniki takie jak stężenie chlorooctanu sodu i temperatura w karboksymetylacji i
stężenie epichlorohydryny do sieciowania, znacząco wpłynęło na osiągi przygotowanej reklamy
sorbent.Badania adsorpcji przeprowadzono z użyciem Cd (II) jako metalu modelowego i stwierdzono adsorbent
mieć około 17 razy większy pobór niż oryginalny materiał. Wyniki tego badania mogą zatem otworzyć
sposób wytwarzania przydatnych adsorbentów metali ciężkich z odpadów włókien tekstylnych w celu recyklingu odpadów włóknistych i
do celów obróbki metali ciężkich.
1. Wstęp
Wykorzystanie tanich materiałów odpadowych do uzyskania wartości dodanej
produkty są pożądane przez producentów i ekologów
przyczynia się do zbiorowego dążenia do bardziej ekologicznego i czystszego
ment [1] . Jest to szczególnie prawdziwe, biorąc pod uwagę rozwój
adsorbentów do oczyszczania wody / ścieków zawierających metale.
Aby materiał mógł zostać wykorzystany jako adsorbent, musi nim być
tanie i przejść przez bezpieczne procesy (zielone trasy), aby dotrzeć do
produkt finalny; musi być bogaty w naturę i / lub produkt uboczny
od procesu podstawowego [2,3] . Korzystanie z tanich odpadów i
przyjęcie prostej metody przygotowania pomaga obniżyć ceny adsorbentów.
Ponadto potencjał regeneracji i ponownego wykorzystania adsorbentów
przez kilka cykli adsorpcji jest kluczem do ich zastosowania w dużej skali
ponieważ daje to korzyść w postaci zmniejszenia kosztów zmiany
adsorbenty po każdym cyklu, a także pozwala odzyskać
z adsorbującego [4] .
Wraz z rosnącą globalną populacją i rosnącym znaczeniem
z polimerów i włóknin tekstylnych, włókiennictwa i włókien-
Przemysł spożywczy jest częścią największej na świecie produkcji
w których większość stałych odpadów jest stale generowana
[5] . Konwencjonalne metody składowania odpadów stałych, takie jak składowiska odpadów i
spalanie jest ograniczone przez surowe przepisy dotyczące ochrony środowiska, cenę
eskalacja i gazy cieplarniane [6,7] . W ciągłym wysiłku
zmniejszyć rosnące skutki włókien odpadowych, które nie mogą być
ograniczone przez tradycyjne metody przetwarzania, niektóre recykling
metody obejmujące ponowne przetwarzanie, depolimeryzację, kompozyty,
i regeneracja ciepła, zostały zasugerowane i zbadane
[8-10] . Jednak pomimo tego, że niektóre z tych metod recyklingu okazały
aby być dobrym, ich pełne exploity zostały częściowo ograniczone przez proces
złożoność, koszty, technologiczne, edukacyjne i infrastrukturalne
niedoskonałości [7,11] . Tymczasem łatwiejszy i tańszy recykling
alternatywę można zasugerować, a to za pomocą prostych i
przyjazne dla środowiska metody chemiczne do przekształcania tych odpadów w
adsorbenty do oczyszczania toksycznych zanieczyszczeń. Materiały na bazie celulozy,
szczególnie w ich zmodyfikowanych formach, może wyświetlać wymagane
atrybuty adsorbentów, takie jak wysoka zdolność absorpcji, selektywność,
regeneracji i ponownego użycia [12-14] .
W tym badaniu wykorzystano odpady tkaniny Lyocell (LF) jako
reprezentatywny tani i odpadowy materiał do rozwoju ciężki
adsorbent metalu przez reakcję karboksymetylacji (CMR). CMR
został w dużej mierze zastosowany jako prosty proces chemiczny do przygotowania
karboksymetyloceluloza (CMC) do zastosowań w przemyśle farmaceutycznym
tyczne i spożywczym [15,16] . Metodyka powierzchni odpowiedzi
(RSM) zastosowano w optymalizacji parametrów reakcji dla
wyższa wydajność. RSM jest zbiorem matematycznym
oraz techniki statystyczne stosowane w budowaniu modeli empirycznych
[17-19] . Zapewnia skuteczną platformę do badania czynników
i ich interakcje pod kątem pożądanych odpowiedzi w wielu aspektach
Eksperyment (y) [17,20] . W celu zapewnienia opłacalności,
drogie i łatwe w obsłudze odczynniki, np. chlorooctan sodu
(SCA) i wodorotlenek sodu (NaOH) zostały użyte do adsorbentu
Nomenklatura
CMR
reakcja karboksymetylowania
CMC
karboksymetyloceluloza
CLR
reakcja sieciowania
RSM
metodologia powierzchni odpowiedzi
CCD
centralna konstrukcja kompozytowa
ANOVA
analiza wariancji
SCA
chlorooctan sodu
ECH
epichlorohydryna
LF
Tkanina Lyocell
SEM
skaningowa mikroskopia elektronowa
EDX
rozpraszanie promieniowania rentgenowskiego
FTIR
Fourier przekształca spektroskopię w podczerwieni
CMC-LF
karboksymetylowana tkanina Lyocell
CMC-LF-Cd
karboksymetylowana tkanina Lyocell po kadmu
sorpcja
proces produkcji. Najpierw była to karboksymetyloceluloza (CMC)
wytwarzany przez eteryfikację grup -OH posiadanych przez Lyocell
z SCA w wodny...