Preußisch Blau/Siliciumdioxid-Nanokomposit zur effizienten Entfernung von Kupfer(II) aus Wasser

Einleitung: Preußisch Blau (PB) oder seine Analogon ist einer der effektivsten Adsorbentien zur Entfernung von Schwermetallen aufgrund ihrer Vorteile. Zielsetzung: Diese Arbeit zielt darauf ab, hocheffiziente Adsorbentien für die Entfernung von Schwermetallen aus kontaminiertem Wasser auf Basis einer Festphasenextraktionstechnik zu entwickeln. Methoden: In dieser Arbeit wurden PB/Siliciumdioxid-Nanokomposite basierend auf der Sol-Gel-Technik hergestellt. Die Morphologie und chemische Zusammensetzung des synthetisierten Komposits wurden untersucht. Diese Nanokomposite wurden zur Entfernung von Cu(II) eingesetzt, da sie als selektive Adsorptionsmittel mit vernachlässigbarer Toxizität wirken können. Zur Optimierung der Bedingungen wurden die Effekte der Variablen (Temperatur, PB/Siliciumdioxid-Dosis und pH) sowie deren Interaktionen auf die Adsorption von Kupferionen mithilfe der Response Surface Methodology (RSM) basierend auf dem Box-Behnken-Design (BBD) untersucht. Weitere experimentelle Parameter (Kontaktzeit und Anfangskonzentration von Cu(II)) wurden durchgeführt, um deren Einfluss auf die Cu(II)-Adsorption zu bestimmen. Ergebnisse: Es wurde festgestellt, dass die maximale Adsorption von 92,30 % bei 25 °C, 60 Minuten Kontaktzeit und 10 ppm Metallionen erreicht wurde. Es wurde entdeckt, dass die ideale Menge des Adsorbens für die Entfernung 0,1 g L-1 beträgt. Außerdem erwies sich die Langmuir-Isotherme als besser geeignet für die Cu(II)-Adsorption als die Freundlich-Isotherme. Die kinetischen Parameter und experimentellen Adsorptionskapazitäten für Kupfer auf PB/Siliciumdioxid-Nanokompositen wurden ebenfalls untersucht; es zeigte sich, dass das System einem Pseudo-Zweitordnungsmodell folgt, wobei der berechnete Qe (175,439 mgCu(II)/g) dem experimentellen Qe (180,697 mgCu(II)/g) sehr nahekommt. Schlussfolgerung: Daher zeigte sich das neu entwickelte umweltfreundliche Nanokompositmaterial aufgrund seiner hohen Adsorptionsselektivität und -kapazität, schnellen Adsorptionsgeschwindigkeit sowie guten Regenerationsfähigkeit für die wiederholte Nutzung als geeignet für die Adsorption von Cu(II) aus verschiedenen Wasserproben.