欧洲民众和工业界每天使用超过 30,000 种化学品,包括药物、保健产品和杀虫剂。这些被称为“新出现的污染物 (EC)”的分子最终会进入地表水,甚至在我们的饮用水中也能检测到。因此,欧盟委员会正在重新制定饮用水指令 98/83/EC,以更好地解决饮用水消费带来的健康风险,包括新污染物、特定微生物指标、过滤材料带来的风险。这推动了工业和学术界的共同努力,开发能够以可持续成本去除 EC 的新技术,以取代主要依赖多步处理(包括活性炭吸附、选择性过滤器、膜排斥和消毒的组合)的最先进的技术。在上述技术中,只有反渗透 (RO) 可以高效去除多种污染物,但它有几个缺点,例如能耗高、水排斥率高(> 50%)和产生有毒的渗余物。纳米技术有望通过生产具有更高去除能力的创新过滤材料,对更广泛的污染物进行净化,从而引领饮用水净化领域的重大进步。特别是石墨烯材料前景广阔,2017 年有超过 10,000 篇论文和多项关于其用于去除有机、金属离子和生物污染物的专利。GO-FOR-WATER 的最终目标是开发基于氧化石墨烯 (GO) 3D 复合材料的过滤器,用于同时去除饮用水中不同类别的化学物质,并集成到使用点设备 (POU) 中,即位于家庭、学校、餐馆、医院和工业水槽的系统,以净化自来水。GO 将与选定的聚合物支架(包括同样来自工业废物的天然聚合物)结合以实现过滤器。还将使用选定的分子对 GO 进行化学改性,以促进更广泛的吸附选择性和增强的去除性能。将利用传统电纺丝、核壳电纺丝和电喷雾等加工技术来制造具有不同层次结构的 GO-聚合物复合材料。将评估新材料对选定的饮用水污染物混合物(包括最近添加的 PFAS 和内分泌干扰物)的去除效率,并将性能最佳的材料集成到实际规模的 POU 过滤器中。饮用水指令的修订明确指出要保护人类健康,强调微生物方面和材料安全的重要性,因此将测试选定的 GO 材料的生物质释放和灭活,以及过滤器中的生物膜生长。还将验证材料的长期稳定性,以评估其完整性,确保 GO 过滤器过滤的水无风险。将深入研究再生机制和过程,以延长过滤器的使用寿命并最大限度减少报废滤芯的生产。新的过滤器将在真实条件下进行测试,并与 CNR 现有的试验生产线上的最先进的商用系统进行比较,该生产线组装了商用的使用点 (POU) 模型。该项目的成功将由多学科联盟确保,该联盟在石墨烯材料的制备和功能化、石墨烯材料的多尺度表征、3D 结构处理和水处理技术方面拥有丰富的专业知识。GO-FOR-WATER 还将利用与水处理市场主要参与者(包括 POU 生产商)现有的工业合作。因此,除了对石墨烯材料成分和结构的结构-性能关系的基本理解之外,GO-FOR-WATER 的结果将有助于石墨烯进入水处理市场。
摘要这项研究研究了来自埃及新山谷的伊利特粘土的潜力,用于去除重金属离子(Cu(ii),Ni(ii),Zn(ii)和Cd(ii)),该粘土通过工业废水通过吸附过程。实验在各种受控条件下评估了吸附行为:不同的金属离子浓度,吸附剂剂量,溶液pH和混合时间(在500 rpm时)。使用傅立叶和纳米粘土的表征采用了傅里叶变换红外光谱(FTIR),扫描电子显微镜(SEM)和传输电子显微镜(TEM)。结果表明,在室温下,Illite和Nanoillite在90分钟内通过室温(25°C)在90分钟内通过dirite和nanoillite迅速吸收。所有研究的金属离子(Cu(II),Ni(ii),Zn(ii)和CD(II))的浓度为3 mg/L。此外,吸附等温度数据建议与二阶动力学模型更好地拟合,这表示吸附机理。最后,伊利石/纳米粘土的有效性通过其在去除现实世界工业废水中的金属离子中的应用来证明,从而大大降低了其浓度。这种方法解决了与重金属污染相关的环境和健康问题。关键字:纳米颗粒;吸附;重金属;动力学等温;伊利特;工业废水1。由于其高效率,易于处理性,众多吸附剂的可用性以及负担能力,通常在所有水处理方法中选择吸附,以去除重金属离子。引言近年来,研究重点是从水溶液[1],离子交换[2],化学沉淀[3],植物渗透[4],超滤,逆渗透和电差异[5]中取出重金属[5]只是迁移分解的重量分泌的多种方法中的几种方法。活化碳是使用最广泛的吸附剂,并以其高金属吸附能力而闻名[7]。尽管活性炭是从废水中消除金属离子的有用工具,但其使用量很高,因此需要添加螯合化学物质以最大程度地提高其有效性,从而提高了治疗成本[8]。在过去的二十年中,寻找负担得起,高效的重金属吸附剂的许多工作。此外,已经检查了几种天然材料和废物的吸附行为[9]。这些材料包括农业副产品,微生物和粘土矿物质[10]。这些研究中的大多数表明,天然货物可以作为重金属吸附剂的功能良好[11]。重金属离子发生在许多工业活动中,这种污染对环境和人类健康构成了严重威胁,因为这些金属是不可生物降解的,有毒的,即使在低浓度下,也进入食物链[12]。重金属在人体中的积累会导致大脑,皮肤,胰腺和心脏病[13,14]。重金属被归类为有毒和致癌,它们能够在组织中积累并引起疾病和疾病(表1)。更重要的是,粘土价格便宜,丰富,广泛并且随时可用。粘土表现出可以去除水污染物(例如化学物质[16,17]和重金属[18])的能力。其他考虑因素是用户友好性,文化可接受性和低维护成本。Illite是一个2:1粘土矿物质,几乎没有层间肿胀的趋势[19]。具有Illite的吸附过程取决于几个因素,包括pH,吸附剂含量,初始吸附浓度,接触时间,温度,粒径和离子强度。在常规方法中,实验是通过系统地改变所研究因素的同时将其他因素持续进行的。主要的好处是,不仅可以评估单个参数的影响,而且可以在给定过程中的相对重要性以及得出两个或多个变量的相互作用的能力[20]。这项研究的目的是将伊利特用作吸附剂,然后准备伊利特nano Illite,然后将其用于工业废水水中的cu(ii),ni(ii),Zn(ii),Zn(ii)和cd(ii)离子。我们详细评估了Illite和Nano Illite的去除性能。等温线和热力学建模。