Журнал мембранных наук и технологий

Абстрактный

Безопасный биокомпозит на основе графита и хитозана для сорбции токсичных нитратов из воды

Раджендра С. Донгре

Ассортимент азотных/фосфорных удобрений, пестицидов и питательных веществ был усилен для развития сельскохозяйственных культур в сельском хозяйстве за последние несколько десятилетий. Неиспользованный нитрат просачивается из песчаной/текстурированной почвы во время дождей. Отравление нитратами приводит к метгемоглобинемии/синдрому синего ребенка, а также к эвтрофикации, что пагубно сказывается как на человеке, так и на экосистеме. Загрязнение нитратами смягчается денитрификацией воды, достигаемой с помощью различных методов обработки, а именно: ионообменные смолы, обратный осмос (ОО) и дистилляция. Ионный обмен работает на бытовом уровне, смягчитель фильтрует воду с высоким содержанием кальция/магния, пропущенную через смолы, которые обменивают хлорид на нитрат. Регенерация смолы является дорогостоящей проблемой, поэтому ионный обмен не является предпочтительным. ОО полезен, но имеет некоторые недостатки, а именно: дорогой, высокие энергозатраты, неэффективен, расходует больше воды и работает при низком давлении. Дистилляция медленная и требует частой очистки для удаления накопленных веществ, что не подходит для крупномасштабной очистки воды. Следовательно, адсорбция на изготовленных природных и синтетических адсорбентах является наиболее жизнеспособной и выбрана для удаления нитратов из воды. Это исследование получило биокомпозит на основе хитозана путем легирования графита и использовало его для удаления нитратов из воды в пакетном режиме. Более низкие концентрации нитратов удаляются быстрее; в то время как более высокий уровень нитратов удаляется медленно. Самая высокая эффективность удаления 90% наблюдается для образца нитрата 5 ppm, в то время как образцы нитрата 10 ppm, 15 ppm, 20 ppm, 25 ppm и 50 ppm показали 88%, 79%, 71%, 66%, 60% соответствующей способности удаления нитратов. Изотермы Ленгмюра и Фрейндлиха исследованы для экспериментальных данных, и Ленгмюр подходит лучше всего. Биокомпозитный адсорбент хитозана, легированный графитом, кажется более безопасным по сравнению с коммерческими адсорбентами с точки зрения стоимости и эффективности. Использованный адсорбент регенерируется обработкой 0,1 N NaOH. Остаточный нитрат из сточных вод/образцов после сорбции анализировался с помощью ионной хроматографии через фиксированные интервалы времени.