एक साथ एसबी (III) ऑक्सीकरण और ज़ब्ती की ओर एक दोहरी कार्यात्मक इलेक्ट्रोएक्टिव फिल्टर
Summary
कार्बन नैनोट्यूब और टाइटेनेट नैनोवायर से मिलकर एक दोहरी कार्यात्मक इलेक्ट्रोएक्टिव फिल्टर के तर्कसंगत डिजाइन के लिए एक प्रोटोकॉल की सूचना दी जाती है और एसबी (III) ऑक्सीकरण और ज़ब्ती की दिशा में उनके पर्यावरणीय अनुप्रयोगप्रस्तुत किए जाते हैं।
Abstract
हमने दो 1-डी सामग्रियों से मिलकर दोहरी-कार्यात्मक इलेक्ट्रोकेमिकल फिल्टर को संश्लेषित करने के लिए एक फेसियल विधि तैयार की है: टाइटन नैनोवायर और कार्बन नैनोट्यूब। हाइब्रिड टाइटेनेट-सीएनटी फिल्टर को एक पोस्ट-फिल्ट्रेशन मार्ग के साथ मिलकर एक सोनिकेशन द्वारा तैयार किया गया था। उजागर सोप्पशन साइटों की बढ़ी हुई संख्या के सहक्रियात्मक प्रभावों के कारण, इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाशीलता, टाइटेनेट-सीएनटी नेटवर्क के छोटे ताकना आकार के साथ-साथ प्रवाह-डिजाइन के साथ मिलकर, एक साथ एसबी (III) ऑक्सीकरण और ज़ब्ती आसानी से हो सकता है हासिल. परमाणु फ्लोरेसेंस स्पेक्ट्रोमीटर तकनीक ने दिखा दिया कि एप्लाइड इलेक्ट्रिकल फील्ड एसबी (III) रूपांतरण दर को तेज करता है और जैसा कि प्राप्त एसबी (वी) को उनकी एसबी विशिष्टता के कारण टाइटेनेट नैनोवायर्स द्वारा प्रभावी ढंग से सोख लिया गया था। यह प्रोटोकॉल अत्यधिक विषाक्त एसबी (III) और अन्य समान भारी धातु आयनों को हटाने के लिए एक व्यावहारिक समाधान प्रदान करता है।
Introduction
हाल ही में, उभरते एंटीमनी (एसबी) के कारण पर्यावरण प्रदूषण ने1,2पर बहुत ध्यान आकर्षित किया है। व्यापक अध्ययनों से पता चलता है कि एसबी यौगिक मानव और सूक्ष्मजीवों के लिए उच्च विषाक्तता पैदा करते हैं, हालांकि पर्यावरण3,4में कम सांद्रता में मौजूद हैं। इससे भी बदतर, पारंपरिक भौतिक रासायनिक या जैविक तरीके आमतौर पर इन उभरती संदूषकों को उनकी कम सांद्रता और उच्च विषाक्तता5के कारण हटाने के लिए अप्रभावी होते हैं। एसबी की सबसे प्रचुर प्रजातियां एसबी (वी) और एसबी (III) हैं, जिनमें से उत्तरार्द्ध रूप अधिक विषाक्त है।
वर्तमान में उपलब्ध उपचार विधियों में, सोखने को अपनी उच्च दक्षता, कम लागत और सादगी6,7के कारण एक आशाजनक और व्यवहार्य विकल्प माना जाता है। अब तक, टीओ28,एमएनए29,टाइटेनेट10,जीरोवेलेंट आयरन11,आयरन ऑक्साइड और अन्य बाइनरी मेटल ऑक्साइड12,13जैसे कई नैनोस्केल शर्बत विकसित किए गए हैं। नैनोस्केल एडोरबेंड्स से निपटने के दौरान एक आम समस्या उनके छोटे कण आकार के कारण अलगाव के बाद का मुद्दा है। इस मुद्दे के समाधान के लिए एक रणनीति इन नैनो-शर्बतों को मैक्रो/माइक्रो-स्केल पर लोड करनाहै जो 14का समर्थन करता है । एसोरपशन प्रौद्योगिकी के व्यापक अनुप्रयोग को सीमित करने वाला एक अन्य चुनौतीपूर्ण मुद्दा लक्ष्य यौगिकों/अणुओंकीसीमित एकाग्रता के कारण खराब जन परिवहन है । इस मुद्दे को आंशिक रूप से एक झिल्ली डिजाइन अपनाकर संबोधित किया जा सकता है और संमेलन बड़े पैमाने पर परिवहन में काफी वृद्धि हो सकती है । हाल के प्रयासों को उन्नत उपचार प्रणाली विकसित करने के लिए समर्पित किया गया है जो प्रभावी एसबी (III) हटाने के लिए एक इकाई में सोखने और ऑक्सीकरण को जोड़ते हैं। यहां, हम दिखाते हैं कि कैसे एक इलेक्ट्रोएक्टिव टाइटेनेट-कार्बन नैनोट्यूब (टाइटेनेट-सीएनटी) फिल्टर को तर्कसंगत रूप से डिजाइन किया गया था और विषाक्त एसबी (III) के साथ-साथ सोखना और ज़ब्ती के लिए लागू किया गया था। टाइटेनेट लोडिंग राशि, लागू वोल्टेज और प्रवाह दर को ठीक-ठाक करके, हम प्रदर्शित करते हैं कि एसबी (III) ऑक्सीकरण दर और ज़ब्ती दक्षता को तदनुसार कैसे सिलवाया जा सकता है। हालांकि इस प्रोटोकॉल में इलेक्ट्रोएक्टिव फिल्टर का निर्माण और अनुप्रयोग दिखाया गया है, लेकिन इसी तरह के डिजाइन अन्य भारी धातु आयनों के उपचार पर भी लागू हो सकते हैं।
निर्माण प्रक्रिया और अभिकर्मकों में मामूली परिवर्तन अंतिम प्रणाली के आकृति विज्ञान और प्रदर्शन में महत्वपूर्ण परिवर्तन का कारण बन सकते हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोथर्मल समय, तापमान और रासायनिक शुद्धता को इन नैनोस्केल एसोर्बेंड्स के माइक्रोस्ट्रक्चर को प्रभावित करने के लिए दिखाया गया है। एसोर्बेट समाधान की प्रवाह दर प्रवाह-थ्रू सिस्टम के साथ-साथ लक्ष्य यौगिकों की हटाने की दक्षता के भीतर निवास समय भी निर्धारित करती है। इन प्रमुख प्रभावित मापदंडों की स्पष्ट पहचान के साथ, एक प्रजनन संश्लेषण प्रोटोकॉल सुरक्षित किया जा सकता है और एसबी (III) की स्थिर हटाने की दक्षता हासिल की जा सकती है। इस प्रोटोकॉल का उद्देश्य दोहरे कार्यात्मक हाइब्रिड फिल्टर के निर्माण के साथ-साथ प्रवाह-थ्रू तरीके से विषाक्त भारी धातु आयनों को हटाने की दिशा में उनके अनुप्रयोगों पर विस्तृत अनुभव प्रदान करना है।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस तकनीक की कुंजी उच्च एसबी-विशिष्टता के साथ एक इलेक्ट्रोएक्टिव चालक्टिव और असुरक्षित हाइब्रिड फिल्टर गढ़ना है। ऐसा करने के लिए, निर्माण प्रक्रिया के लिए विशेष देखभाल का भुगतान किया जाना चाहिए। फिल्…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम को शंघाई, चीन (नंबर 18ZR1401000), शंघाई पुजियांग कार्यक्रम (नंबर 18PJ1400400) के प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन द्वारा समर्थित किया गया था, और चीन के राष्ट्रीय प्रमुख अनुसंधान और विकास कार्यक्रम (नंबर 2018YFF0215703) ।
Materials
| Atomic fluorescence spectrometer | Ruili Co., Ltd | ||
| Carbon nanotubes (CNT) | TimesNano Co., Ltd | ||
| DC power supply | Dahua Co., Ltd | ||
| Ethanol, 96% | Sinopharm | ||
| Hydrochloric acid, 36% | Sinopharm | Corrosive | |
| L-antimony potassium tartrate | Sigma-Aldrich | Highly toxic | |
| N-methyl-2-pyrrolidinone (NMP), 99.5% | Sinopharm | Highly toxic | |
| Potassium hydroxide, 85% | Sinopharm | Corrosive | |
| Peristaltic pump | Ismatec Co., Ltd | ||
| Titanium dioxide powders | Sinopharm |
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