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Jun 17, 2023

Captura quelante e remoção magnética de não

Scientific Reports volume 6, Artigo número: 21027 (2016) Citar este artigo 7011 Acessos 28 Citações 7 Detalhes de métricas altmétricas Um método de remediação de solo baseado em beneficiamento magnético é

Scientific Reports volume 6, Artigo número: 21027 (2016) Citar este artigo

7011 Acessos

28 citações

7 Altmétrico

Detalhes das métricas

É relatado um método de remediação de solo baseado em beneficiamento magnético. Um novo pó quelante sólido magnético, FS@IDA (nanopartículas core-shell Fe3O4@SiO2 revestidas com quelantes de ácido iminodiacético), foi usado como transportador magnético reativo para capturar seletivamente metais pesados ​​não magnéticos no solo por quelação e remoção por separação magnética. FS@IDA foi preparado através de reações de síntese inorgânico-orgânica e orgânica que geraram grupos quelantes na superfície de nanopartículas magnéticas, multi-core e core-shell Fe3O4@SiO2 (FS). Estas reações utilizaram um agente de acoplamento de silano e cloroacetato de sódio. Os resultados mostram que o FS@IDA pode quelar o componente de metal pesado dos carbonatos de Cd, Zn, Pb, Cu e Ni, sulfato de chumbo e cloreto de chumbo em sistemas de sal insolúveis em água. Os quelatos FS@IDA-Cd e FS@IDA-Pb resultantes puderam ser separados magneticamente, resultando em taxas de remoção de aproximadamente 84,9% e 72,2% para Cd e Pb, respectivamente. O FS@IDA não conseguiu remover os metais pesados ​​residuais e aqueles ligados à matéria orgânica do solo. O FS@IDA não alterou significativamente a composição química do solo e permitiu rápida captura de quelantes, separação magnética simples e facilitou a eluição de metais pesados. O FS@IDA também pode ser facilmente preparado e reprocessado.

De acordo com um relatório oficial divulgado recentemente pelo Ministério da Proteção Ambiental da China1, 19,4% das terras aráveis ​​na China estão contaminadas com metais pesados, como cádmio, mercúrio e arsénico, e poluentes orgânicos, como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, resultando em problemas ambientais e preocupações com a segurança alimentar. Por exemplo, no “Incidente do Arroz Venenoso” de Maio de 2013, a Food and Drug Administration de Guangzhou, China, descobriu que 44,4% do arroz e produtos relacionados consumidos em Guangzhou estavam contaminados com cádmio2. A restauração do solo em grandes áreas é urgentemente necessária. Diversas estratégias para remover metais pesados, como lixiviação química3, remediação eletrocinética4 e fitorremediação5,6, foram propostas7,8,9,10 e estão sendo utilizadas em caráter experimental na China.

O uso de nanopartículas magnéticas (MNPs) como materiais adsorventes para resolver problemas ambientais tem recebido atenção crescente devido às suas propriedades únicas de adsorção de íons metálicos e à fácil separação de soluções aquosas usando um ímã . MNPs Fe3O4 com grupos funcionais adsortivos em suas superfícies são bem adequados para extrair seletivamente íons de metais pesados ​​de águas residuais ou efluentes industriais, capturando os íons metálicos em solução. As nanopartículas carregadas podem então ser recuperadas com um ímã, e os íons metálicos podem ser posteriormente retirados das MNPs. Este processo é sustentável porque os MNPs são reutilizáveis ​​e não são utilizados produtos químicos perigosos.

Recentemente, MNPs core-shell exclusivas, especificamente Fe3O4@SiO2 (FS), que possuem grupos quelantes de superfície, foram preparadas por meio de reações de funcionalização orgânico-inorgânica e de superfície . Partículas de FS revestidas com ácido N-[(3-trimetoxissilil)propil]etilenodiamina triacético foram preparadas e utilizadas para extrair e separar íons de terras raras . Esses materiais também foram funcionalizados com grupos amino, imino e sulfônicos e utilizados para remover seletivamente Pb(II) e Cr(VI) de soluções aquosas19. Partículas FS funcionalizadas por porfirina foram empregadas para detectar, adsorver e remover íons Hg2+ aquosos . A comparação de partículas FS funcionalizadas na superfície com MNPs mostra que elas não apenas melhoraram a resistência a ambientes ácidos durante a recuperação magnética, mas também adsorvem seletivamente alguns íons de metais pesados, que podem ser facilmente dessorvidos posteriormente. Até o momento, no entanto, praticamente todos os relatos da literatura sobre a separação de íons de metais pesados ​​por MNPs e partículas FS com grupos de superfície quelantes concentram-se em sistemas de solução aquosa. Em contraste, a captura de outras formas químicas de metais pesados ​​em sistemas sólido-líquido e sistemas multifásicos de solo não foi amplamente investigada.