Enhanced removal of zinc and cadmium from water using carboxymethyl cellulose-bridged chlorapatite nanoparticles

吸附 化学 羧甲基纤维素 吸附 纳米颗粒 朗缪尔吸附模型 核化学 离子交换 无机化学 化学工程 有机化学 离子 工程类
作者
Zhiliang Li,Yanyan Gong,Dongye Zhao,Zhi Dang,Zhang Lin
出处
期刊:Chemosphere [Elsevier]
卷期号:263: 128038-128038 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.chemosphere.2020.128038
摘要

Zinc (Zn2+) and cadmium (Cd2+) in water pose serious threats to human health and the environment. In search for a more effective treatment technology, we prepared a type of carboxymethyl cellulose (CMC) bridged chlorapatite (CMC-CAP) nanoparticles and tested the material for removal of Zn2+ and Cd2+ from water. CMC macromolecules were attached to CAP by bidentate bridging and hydrogen bonding, preserving the high adsorption capacity of CAP nanoparticles while allowing for easy gravity-separation of the nanoparticles. CMC-CAP showed rapid adsorption kinetics and 22.8% and 11.2% higher equilibrium uptake for Zn2+ and Cd2+, respectively, than pristine CAP. An extended dual-mode isotherm model, which takes into account both sorption and chemical precipitation, provided the best fits to the sorption isotherms, giving a maximum Langmuir sorption capacity of 141.1 mg g−1 for Zn2+ and 150.2 mg g−1 for Cd2+ by CMC-CAP. Na+ at up to 5 mM showed modest effects on the uptake of the heavy metals, while 2–5 mM of Ca2+ exerted notable inhibitive effects. Dissolved organic matter (up to 5 mg L−1 as TOC) inhibited the Zn2+ uptake by 16.5% but enhanced the Cd2+ removal by 8.6%. Material characterizations and surface binding analyses revealed that ion exchange, surface precipitation, and surface complexation were the removal mechanisms for the heavy metals. This study demonstrates stabilizer bridging may serve as a convenient strategy to facilitate water treatment uses of nanoparticles.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
美丽的芙完成签到 ,获得积分10
刚刚
李华完成签到 ,获得积分10
2秒前
科研通AI6.1应助MoCh采纳,获得10
2秒前
horan完成签到,获得积分10
2秒前
mo发布了新的文献求助10
2秒前
Christ发布了新的文献求助10
3秒前
英姑应助博一博采纳,获得10
3秒前
3秒前
心灵美的怜蕾完成签到,获得积分10
3秒前
挺喜欢你完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
MchemG应助ss采纳,获得10
5秒前
5秒前
缓慢如南发布了新的文献求助10
5秒前
在水一方应助没有熬夜采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
Ice发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6.1应助Tt采纳,获得10
7秒前
8秒前
xh发布了新的文献求助10
8秒前
小二郎应助贺雪采纳,获得10
9秒前
Yi发布了新的文献求助10
9秒前
情怀应助7777777采纳,获得10
9秒前
燕儿完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
钟叉烧发布了新的文献求助10
10秒前
Jerry完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
眯眯眼完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
xiaoai完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
charles发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
六哥完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Research for Social Workers 1000
Mastering New Drug Applications: A Step-by-Step Guide (Mastering the FDA Approval Process Book 1) 800
The Social Psychology of Citizenship 600
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5911845
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6828595
关于积分的说明 15783241
捐赠科研通 5036717
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2711371
邀请新用户注册赠送积分活动 1661678
关于科研通互助平台的介绍 1603815