view in publisher's site

Tuning the composition of new brushite/vivianite mixed systems for superior heavy metal removal efficiency from contaminated waters

Calcium phosphates (CPs) are excellent sorbents, with hydroxyapatite being the most commonly used for heavy metal removal from ecological samples. The use of more acidic brushite as a CP sorbent can be justified by its greater pH compatibility with particular types of soil, such as soil in the areas of high rainfall, but also iron-containing soil prone to oxidative weathering and soil nitrified with ammonium fertilizers. Here, brushite nanoparticles were supplemented with vivianite as another metal phosphate phase and the resulting material was studied at different concentrations of the respective phases (x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.8 and 1.0 in FexCa1−xHPO4·2H2O). Structural refinement showed that the weight ratio between the two phases intensely impacted their crystallographic ordering. The modeling of thermal analysis data with the use of Coats-Redfern and Horowitz–Metzger formalisms showed a multifold reduction in the activation energy and in the changes of enthalpy and entropy for both dehydration and decomposition transitions with the introduction of vivanite to brushite. Increasing the vivianite content enhanced the efficacy of the removal of heavy metals from aqueous solutions, but only up to a certain limit. The maximal efficacy, along with hardness and microporosity, was obtained for the x=0.8 composition. For this composition, over 98 % of Pb(II) and 85 % of Cr(VI) were removed from the solution at the standard heavy metal concentrations of 2 ppm. The systematic analysis at different weight ratios between the two constitutive phases allowed for the delineation of a composition with ideal properties for environmental decontamination applications.Graphical abstractDownload : Download high-res image (222KB)Download : Download full-size image

تنظیم ترکیب سیستم‌های ترکیبی جدید بروشیت / ویانیت برای کارایی بالای حذف فلزات سنگین از آب‌های آلوده

کلسیم فسفات‌ها (CPs)جاذب‌های عالی هستند و هیدروکسیآپاتیت رایج‌ترین جاذب برای حذف فلزات سنگین از نمونه‌های اکولوژیکی است. استفاده از بروشیت اسیدی بیشتر به عنوان یک جاذب CP را می توان با سازگاری pH بیشتر با انواع خاصی از خاک مانند خاک در مناطق با بارش زیاد و همچنین خاک حاوی آهن مستعد به هوازدگی اکسیداتیو و نیتروژن دهی خاک با کودهای آمونیوم توجیه کرد. در اینجا، نانوذرات بروشیت با ویویانیت به عنوان یک فاز فسفات فلزی دیگر تکمیل شدند و ماده حاصل در غلظت‌های مختلف فازه‌ای مربوطه مورد مطالعه قرار گرفت (x = ۰.۰، ۰.۲، ۰.۴، ۰.۸ و ۱.۰ در FexCa۱ - xHPO۴. ۲ H۲O). اصلاح ساختاری نشان داد که نسبت وزنی بین دو فاز به شدت بر نظم کریستالوگرافی آن‌ها تاثیر گذاشته‌است. مدل‌سازی داده‌های آنالیز حرارتی با استفاده از فرمالیسم کوتس - ردلان و هوروویتز - متزیگر، کاهش چندبرابری در انرژی فعال‌سازی و در تغییرات آنتالپی و آنتروپی برای هر دو انتقال آب زدایی و تجزیه با معرفی ویونیت به بروشیت را نشان داد. افزایش محتوای ویانیت، کارایی حذف فلزات سنگین از محلول‌های آبی را افزایش داد، اما تنها تا حد معینی. حداکثر کارایی، همراه با سختی و تخلخل ریز، برای ترکیب x = ۰.۸ به دست آمد. برای این ترکیب، بیش از ۹۸ % Pb (II)و ۸۵ % Cr (VI)در غلظت‌های استاندارد فلزات سنگین ۲ ppm از محلول حذف شدند. تجزیه و تحلیل سیستماتیک در نسبت‌های وزنی مختلف بین دو فاز تشکیل‌دهنده، امکان ترسیم یک ترکیب با ویژگی‌های ایده‌آل برای کاربردهای رفع آلودگی زیست‌محیطی را فراهم می‌آورد.
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.