Chitosano

May 06, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 6050 (2023) Citare questo articolo

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In vista del trattamento delle acque reflue industriali pericolose, sono stati preparati nano-assorbenti magnetici a base di chitosano modificato con tripolifosfato di sodio (TPP) e vanillina (V) (TPP-CMN e V-CMN) e le proprietà fisiche e superficiali di entrambi i nano-assorbenti sono stati caratterizzati. I risultati di FE-SEM e XRD hanno mostrato una dimensione media compresa tra 6,50 e 17,61 nm per le nanoparticelle magnetiche Fe3O4. È stato effettuato il Physical Property Measurement System (PPMS) e le magnetizzazioni di saturazione per chitosano, nanoparticelle Fe3O4, TPP-CMN e V-CMN erano rispettivamente 0,153, 67,844, 7,211 e 7,772 emu.g−1. Utilizzando l'analisi multipunto, le aree superficiali BET dei nano-assorbenti TPP-CMN e V-CMN sintetizzati sono risultate essere rispettivamente di 8,75 e 6,96 m2/g. Il TPP-CMN e il V-CMN sintetizzati sono stati studiati come nano-assorbenti efficaci per assorbire gli ioni Cd (II), Co (II), Cu (II) e Pb (II) e i risultati sono stati studiati da AAS. Il processo di adsorbimento dei metalli pesanti è stato studiato mediante la tecnica dell'equilibrio batch e i valori di capacità di assorbimento degli ioni Cd (II), Co (II), Cu (II) e Pb (II) mediante TPP-CMN erano 91,75, 93,00, 87,25 e 99,96 mg/g. Per V-CMN, i valori erano rispettivamente 92,5, 94,00, 88,75 e 99,89 mg/g. I tempi di equilibrio per l'adsorbimento sono risultati essere di 15 minuti per TPP-CMN e 30 minuti per nano-assorbenti V-CMN. Le isoterme, la cinetica e la termodinamica di adsorbimento sono state studiate per comprendere il meccanismo di adsorbimento. Inoltre, è stato studiato l'adsorbimento di due coloranti sintetici e di due campioni reali di acque reflue, ottenendo risultati significativi. La semplice sintesi di questi nano-assorbenti, l'elevata capacità di assorbimento, l'eccellente stabilità e la riciclabilità possono fornire nano-assorbenti altamente efficienti ed economici per il trattamento delle acque reflue.

L’ambiente è recentemente diventato ostile, rappresentando una minaccia per la salute e il benessere umano, a causa delle emissioni di tossine provenienti dall’industria e dai liquami delle città. Gli effluenti scaricati da industrie come concerie, calzature e pelletteria, galvanica, vernici, tessili, se aggiunti ai liquami urbani, possono inquinare i corpi idrici superficiali utilizzati per bere e lavare, attraverso canali, fiumi e deflussi superficiali1,2. I metalli pesanti, secondo Fu et al. hanno un peso specifico maggiore di 5 e pesi atomici compresi tra 63,5 e 200,63. I metalli pesanti più frequentemente presenti nel nostro ambiente sono cadmio (Cd), cromo (Cr), rame (Cu), cobalto (Co), nichel (Ni), zinco (Zn), manganese (Mn) e piombo (Pb). . Questi tendono ad accumularsi nell'ambiente, sono instabili e spesso tossici, quindi rappresentano una minaccia per tutti gli esseri viventi4. Metalli pesanti, composti pericolosi e coloranti abbondano negli scarichi industriali. Si ritiene che i metalli pesanti siano i più pericolosi a causa del loro potenziale di accumularsi nel corpo umano e causare malattie e problemi fisici significativi.

Recentemente sono stati proposti molti metodi per rimuovere metalli pesanti e coloranti dall'acqua, tra cui la precipitazione chimica, lo scambio ionico, l'adsorbimento, la filtrazione su membrana, la degradazione fotocatalitica e le tecnologie elettrochimiche3,4,5,6,7. L’adsorbimento, tra questi approcci, offre flessibilità nella progettazione e nel funzionamento, producendo al tempo stesso effluenti trattati di alta qualità in molte circostanze. Pertanto, diversi adsorbenti come nanoparticelle, nanotubi, carbone attivo, ecc. sono stati recentemente utilizzati negli esperimenti per il trattamento delle acque reflue da molti ricercatori8,9,10,11,12,13. Talvolta gli adsorbenti possono essere rinnovati anche mediante un opportuno processo di desorbimento14. Grazie alle loro caratteristiche magnetiche uniche, alla non tossicità, alla biocompatibilità e al costo di produzione relativamente basso, le nanoparticelle di ferrite hanno ricevuto molta attenzione negli ultimi dieci anni, consentendo loro di essere utilizzate in una varietà di applicazioni15. Le nanoparticelle magnetiche sono ora vitali per il futuro della nanomedicina, poiché possono trasportare e mirare ai farmaci, nonché trasportare agenti di imaging verso i loro bersagli; possono essere utilizzati anche in applicazioni ambientali16,17,18,19. Le loro superfici possono essere funzionalizzate mediante l'uso di composti organici come i polimeri, conferendo alle nanoparticelle magnetiche nuove capacità.