Nanoporous Zn(OH)2/ZnO Particles for pH-Independent Methylene Blue Wastewater Treatment

吸附 化学工程 纳米孔 聚丙烯腈 材料科学 朗缪尔吸附模型 氢氧化铵 氢氧化锌 纳米复合材料 打赌理论 无机化学 纳米颗粒 化学 核化学 聚合物 纳米技术 有机化学 冶金 工程类 复合材料
作者
Feven Kassaye Egualle,Richard Appiah‐Ntiamoah,Shimelis Kebede Kassahun,Hern Kim
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (9): 7487-7498 被引量:9
标识
DOI:10.1021/acsanm.3c00664
摘要

Although zinc-based nanocomposites have good methylene blue (MeB) adsorption capabilities, their efficiency is heavily limited by pH. This is troubling because large-scale pH adjustment is not economically viable when treating huge volumes of MeB-polluted water. In this study, we eliminate this limitation by tuning the phase and pore structure of zinc hydroxide/zinc oxide (Zn(OH)2/ZnO) nanostructures to allow for interfacial pore-filling adsorption reactions that are pH-independent. The physicochemical optimization is achieved using different reaction temperatures and ammonium fluoride (NH4F) dopant concentrations under hydrothermal conditions. The phase and microstructure of the Zn(OH)2/ZnO nanostructures are characterized using ζ-potential, SEM, XPS, XRD, Tauc plots, FT-IR, and BET analysis. At 80 and 120 °C and without NH4F doping, λ-Zn(OH)2/ZnO nanosheets were generated with a high specific surface area and pore volume but low MeB removal capacity. However, the addition of NH4F creates solid and porous β-Zn(OH)2/ZnO polyhedrons with high activity. In particular, 120 °C and 1.0 g of NH4F produce highly porous β-Zn(OH)2/ZnO octahedral nanoparticles (i.e., 120-1) with a high concentration of 6-nm-sized pores, which were crucial for MeB interfacial pore-filling from pH 3 to pH 10. The adsorption kinetics is fast and governed by the Langmuir, pseudo-second-order, and intraparticle diffusion models. 120-1 can be immobilized on a chelating polymer such as polyacrylonitrile (PAN) to generate a flexible membrane with high performance. Our study shows that careful control of the pore structure and phase of Zn(OH)2 in Zn(OH)2/ZnO nanostructures overcomes the pH limitations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
Mistletoe完成签到 ,获得积分10
2秒前
顾矜应助yyq采纳,获得30
3秒前
nast1c发布了新的文献求助10
3秒前
白板发布了新的文献求助10
4秒前
张浩强完成签到,获得积分10
5秒前
questions给questions的求助进行了留言
5秒前
yyyyyy完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
123完成签到,获得积分10
7秒前
梦余完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
9秒前
Suraim完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
梦余发布了新的文献求助10
11秒前
Nugget发布了新的文献求助10
11秒前
研友_VZG7GZ应助白板采纳,获得10
12秒前
13秒前
烟花应助1啊采纳,获得10
13秒前
15秒前
完美尔白发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
桃桃发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
yyq发布了新的文献求助10
17秒前
海咲umi应助youlan采纳,获得10
17秒前
李健应助央央采纳,获得10
18秒前
19秒前
ysx发布了新的文献求助10
19秒前
shelly7788完成签到 ,获得积分10
19秒前
格玛完成签到,获得积分10
21秒前
于鹏完成签到,获得积分10
21秒前
千空发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
bingbing发布了新的文献求助10
24秒前
烟花应助ADChem_JH采纳,获得10
25秒前
25秒前
26秒前
今后应助dd采纳,获得10
26秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 750
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7526447
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9112984
关于积分的说明 19462630
捐赠科研通 7128663
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3255677
关于科研通互助平台的介绍 2423519
邀请新用户注册赠送积分活动 2243057