Usuwanie Pb(II) z wody za pomocą

kompozytów zeolitu (jakiego?) z

nanocząsteczkami Fe

0

(Z-nZVI)

Mateusz Dyrek

Andrzej Kałkowski

Damian Krupa

Własności toksyczne Pb

•Ołów jest powszechnie stosowany w wielu

gałęziach przemysłu, a w niektórych

miejscach są uwalniane duże ilości ścieków

zawierających wysokie stężenie jonów

ołowiu. Ołów bezpośrednio lub pośrednio

dociera do powierzchniowych wód i wód

gruntowych, gdzie staje się aktywny

biologicznie (sole i tlenki).

•Wchłaniany do organizmu nawet przez skórę.
•Ołów gromadzi się głównie w mięśniach,

kościach, nerkach i tkankach mózgu oraz

może powodować anemię, zaburzenia

ośrodkowego układu nerwowego i choroby

nerek.

Metody oczyszczania wody z metali

ciężkich

•Konwencjonalna jonowymienność,
•Filtracja,
•Adsorpcja,
•Wytrącanie chemiczne,
•Odwrócona osmoza.

Co to jest nZVI?

Co to jest PRBs?

nZVI vs. Zeolit-nZVI

•Wady (usuwanie metali ciężkich) nZVI:

-

często tworzy agregaty  zmniejszenie wydajności poprzez zmniejszenie powierzchni właściwej,

-

wytwarza mniej ujemny potencjał utleniania-redukcji  zmniejszenie zdolności sorpcji,

Aby rozwiązać te problemy można zastosować chitozan, ale zastosowanie zeolitu

powoduje pozbycie się także takich wad nZVI, jak:

- słabe wytrzymałości mechaniczne,
- niską trwałość,

Oprócz tego można poprawić niektóre właściwości nZVI poprzez:

• stabilizację nZVI z biodegradowalnym środkiem powierzchniowo czynnym (surfaktantem)  skutecznie usuwa

chlorek winylu i 1,2-dichloroetan z wody,

• podparcie nZVI pillared clay  stabilizator do usuwania azotanów z wody.
• mieszaninę granulowanego pumeksu z nZVI  usunięcia jonów niklu w wodzie.

Z-nZVI:

• Średnia powierzchnia aktywna:

• Z-nZVI = 80,37 m

2

/g,

• Zeolit = 1,03 m

2

/g

• nZVI = 12,25 m

2

/g

• Zdolność pojemnościowa Z-nZVI 806/1000 mg Pb (II)/L.
• Sprawia niską biodostępność Pb (II).
• Z-nZVI jest możliwy do zastosowania w PRBs.

Synteza kompozytu Z-nZVI









 10 minut

 1 M HNO

3

– pH = 4

250 ml odgazowanej
nanoczystej wody (18 Mohm)



0,5 g naturalnego
zeolitu 

1 g FeSO

4

7H

2

O 

30 minut

Pokojow
a

 25 ml 1 M KBH

4

(30

kropli/min),

Fe

2+

+ 2BH

4

+ 6H

2

0 -> Fe

0

+

2B(OH)

3

+ 7H

2

Charakterystyka kompozytu

Roztwór Pb

•Roztwór Pb przygotowano przez rozpuszczenie 1,60 g Pb

(NO

3

)

2

w 100 ml odgazowanej wody i stężenie robocze

przygotowywano rozcieńczając roztwór podstawowy.

FTIR

•Widma FTIR opierają się o załadowaniu nZVI na zeolitu i

zmniejszenie utleniania Fe

0

w kompozycie Z-nZVI.

•Widma w podczerwieni z zeolitu, nZVI i Z nZVI

złożonych proszków uzyskuje się w pastylek KBr na

Perkin-Elmer podczerwieni z transformacją Fouriera

(FTIR) spektrofotometru (Irvine, CA, USA) w trybie

odbicia rozproszonego przy rozdzielczości 4 cm

-1

.

SEM

•Zdjęcia za SEM pokazują, że agregacja została

wyeliminowana

•Pole emisji SEM (FE-SEM; Hitachi S-4700, Tokyo, Japan)

było użyte w celu wyświetlenia na morfologii i

właściwości powierzchniowych nZVI i zeolitu.

Bio-SEM

•Charakterystyka kompozytu Z-nZVI została otrzymana

stosując biologiczną transmisyjnej mikroskopii

elektronowej (Bio-TEM; Hitachi H-7650, Tokyo, Japan)

TEM

•natomiast zdjęcia z TEM pokazują dobrze rozproszony

nZVI w „chain-like” strukturach w matrycy zeolitu

XRD

•Rozpraszająca energię spektroskopia rentgenowska

wykazała obecność Fe w kompozycie; Dyfrakcja

rentgenowska potwierdziła tworzenie i unieruchomienie

Fe

0

i następnie sorpcję i redukcję niektórych Pb (II) do

Pb

0

•i energia dyspersji widma X-ray (EDS) została uzyskana

przy użyciu FESEM