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Jun 28, 2023

キレート化捕捉と非磁性物質の磁気除去

Scientific Reports volume 6、記事番号: 21027 (2016) この記事を引用する 7026 アクセス数 28 引用数 7 Altmetric Metrics 詳細 磁気選鉱に基づく土壌浄化方法は、

Scientific Reports volume 6、記事番号: 21027 (2016) この記事を引用

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7 オルトメトリック

メトリクスの詳細

磁気選鉱に基づく土壌浄化方法が報告されています。 新しい磁性固体キレート剤粉末 FS@IDA (イミノ二酢酸キレート剤でコーティングされたコアシェル Fe3O4@SiO2 ナノ粒子) を反応性磁性担体として使用し、キレート化により土壌中の非磁性重金属を選択的に捕捉し、磁気分離により除去しました。 FS@IDA は、磁性、マルチコア、コアシェル Fe3O4@SiO2 (FS) ナノ粒子の表面にキレート基を生成する無機-有機および有機合成反応によって調製されました。 これらの反応にはシランカップリング剤とクロロ酢酸ナトリウムが使用されました。 結果は、FS@IDA が水不溶性塩系で Cd、Zn、Pb、Cu、Ni の炭酸塩、硫酸鉛、塩化鉛の重金属成分をキレートできることを示しています。 得られた FS@IDA-Cd キレートと FS@IDA-Pb キレートは磁気的に分離でき、Cd と Pb の除去率はそれぞれ約 84.9% と 72.2% となりました。 FS@IDAでは土壌中に残留する重金属や有機物と結合した重金属を除去できませんでした。 FS@IDA は土壌の化学組成を大きく変化させず、迅速なキレート化捕捉、簡単な磁気分離、および重金属の溶出の促進を可能にしました。 FS@IDA も簡単に準備して再処理できます。

中国環境保護省が最近発表した公式報告書1によると、中国の耕地の19.4％がカドミウム、水銀、ヒ素などの重金属や、多環芳香族炭化水素などの有機汚染物質で汚染されており、その結果、環境問題や食品の安全性の問題。 たとえば、2013 年 5 月の「毒米事件」では、中国広州食品医薬品局は、広州で消費された米および関連製品の 44.4% がカドミウムに汚染されていたことを発見しました2。 広範囲にわたる土壌の修復が緊急に必要とされています。 重金属を除去するためのいくつかの戦略（化学的浸出 3、動電学的レメディエーション 4、ファイトレメディエーション 5、6 など）が提案されており、中国で試験的に使用されています。

環境問題に対処するための吸着材料としての磁性ナノ粒子（MNP）の使用は、その独特の金属イオン吸着特性と磁石を使用した水溶液からの容易な分離によりますます注目を集めています11、12、13、14。 表面に吸着性官能基を持つ Fe3O4 MNP は、溶液中の金属イオンを捕捉することにより、廃水や産業排水から重金属イオンを選択的に抽出するのに適しています。 ロードされたナノ粒子は磁石で回収され、続いて金属イオンが MNP から剥がされます。 MNP は再利用可能であり、有害な化学物質が使用されていないため、このプロセスは持続可能です。

最近、表面キレート基を有するユニークなコアシェル MNP、特に Fe3O4@SiO2 (FS) が有機無機反応および表面官能化反応によって調製されました 18。 N-[(3-トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン三酢酸でコーティングされた FS 粒子が調製され、希土類イオンの抽出と分離に使用されました 18。 これらの材料はアミノ基、イミノ基、スルホン酸基で官能化されており、水溶液から Pb(II) と Cr(VI) を選択的に除去するために使用されています 19。 ポルフィリン官能化 FS 粒子は、水性 Hg2+ イオンの検出、吸着、除去に使用されました 17。 表面官能化FS粒子をMNPと比較すると、磁気回収中の酸性環境に対する耐性が向上しているだけでなく、一部の重金属イオンを選択的に吸着し、後で簡単に脱着できることがわかります。 しかし、現在までのところ、キレート表面基を有する MNP および FS 粒子による重金属イオン分離に関する事実上すべての文献報告は、水溶液系に焦点を当てています。 対照的に、固液系および多相土壌系における他の化学形態の重金属の捕捉については広く調査されていません。