Hierarchical hollow manganese-magnesium-aluminum ternary metal oxide for fluoride elimination

氟化物 吸附 三元运算 无机化学 合理设计 氧化物 化学工程 材料科学 选择性吸附 离子交换 化学 纳米技术 有机化学 离子 冶金 计算机科学 工程类 程序设计语言
作者
Ming Gao,Wei Wang,Mengbo Cao,Hongbing Yang,Yongsheng Li
出处
期刊:Environmental Research [Elsevier BV]
卷期号:188: 109735-109735 被引量:56
标识
DOI:10.1016/j.envres.2020.109735
摘要

Rational designs and syntheses for advanced structures are of immense importance to enhance adsorption performances toward a variety of materials. In this study, the synthesis of a novel hierarchical hollow manganese-magnesium-aluminum ternary metal oxide (MMA) via a green hydrothermal strategy coupled with a calcination process serves as a robust adsorbent for fluoride elimination. Combining the strong affinities Mn, Mg, and Al species have toward fluoride into a 3D-hierarchical hollow structure with an adequately accessible adsorption surface can remarkably boost the migration and diffusion of fluoride and provide more mass diffusion pathways for fluoride elimination. Remarkably, the adsorption process follows the pseudo-second-order model and the Langmuir isotherm model with a considerable performance of 63.05 mg/g. Moreover, the adsorbent retained outstanding selectivity and recyclability. Overall, the results from the universal characterization techniques and batch experiments validate that the potential adsorption mechanisms were electrostatic attraction and ion exchange, and complexation. As such, the present method expands the current adsorbent toolbox by providing a rational design and synthesis of a highly efficient adsorbent material for use in managing environmental pollution.
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