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Jun 03, 2024

高比表面積γ

Scientific Reports volume 13、記事番号: 6131 (2023) この記事を引用 1079 アクセス数 3 引用数 3 Altmetric Metrics の詳細 アルミナ (Al2O3) ナノ粒子 (NP) は特に吸着性 NP です

Scientific Reports volume 13、記事番号: 6131 (2023) この記事を引用

1079 アクセス

3 引用

3 オルトメトリック

メトリクスの詳細

アルミナ (Al2O3) ナノ粒子 (NP) は、特に高い比表面積 (SSA) を備えた吸着性 NP であり、水の浄化に利用できる可能性があります。 この研究では、共沈法により純粋なγ-アルミナ NP の合成に成功し、合成された NP に対する重炭酸アンモニウム濃度の影響を研究して、水からの銅イオン除去能力を最大限に高める最適な濃度を見つけました。 この結果は、異なる濃度の沈殿剤を使用すると平均直径が 19 ～ 23 nm の球状アルミナ NP が形成され、その濃度は NP の形態に大きな影響を及ぼさないことを示しています。 さらに、沈殿剤の濃度は生成されるアルミナ NP の光学特性に影響し、サンプルのバンドギャップ エネルギーは 4.24 ～ 5.05 eV の間で変化します。 沈殿剤濃度の最も重要な影響は、その SSA と銅イオン除去能力に反映されます。超高 SSA = 317 m2/g で、吸着質濃度 184 mg/L で最高の銅除去がアルカリ溶液で達成され、次にアルカリ溶液で達成されます。中性の溶液。 ただし、所定の濃度の重炭酸アンモニウムで合成したアルミナ NP を 0.9 g/L 使用すると、酸性溶液中でも 98.2% という見事な銅除去が達成されるため、このサンプルは酸性廃水からの Cu イオン除去の良い候補となり得ます。

ナノ構造金属酸化物材料の製造は、高い表面積対体積比、高い表面反応性、異常な電気特性などの独特の特徴により、最近大きな注目を集めています。 金属酸化物は、電子デバイス、光デバイス、医療、さらには触媒や光触媒としても非常に使用されています。 彼らは、化学、材料科学、物理学、医学、エレクトロニクスなど、多くの科学分野で特に望ましいと考えています1、2、3。

一般にアルミナとして知られる酸化アルミニウムは、産業で最も頻繁に使用される金属酸化物の 1 つです。 アルミナナノ粒子は、酸塩基特性、高い比表面積（SSA）、構造安定性、低コスト、機械的および熱的安定性、良好な機械的強度、揮発性酸性度、熱伝導率などの興味深い特性により、吸着ベースの用途で広く使用されています。 、剛性、ほとんどの酸およびアルカリに対する不活性性、吸着能力、耐摩耗性、酸化性、優れた電気的および化学的耐性、電気絶縁性、高融点、さらには非毒性です。 これらの特徴の中でも、高い表面積と開放気孔率により、γ-アルミナは石油精製および石油化学産業で触媒および吸着剤として応用できます4、5、6、7、8。

有機汚染物質とは異なり、重金属は自然には分解されず、生物体内に集まりやすく、多くの重金属イオンは最も一般的な有毒汚染物質であり、主に産業排水に集約されます。 産業排水の処理において特に注意が必要な有毒重金属には、銅、ニッケル、鉛、水銀、亜鉛、クロム、カドミウムなどがあります9。

銅イオン (Cu2+) は有害な重金属の 1 つであり、都市廃水や産業排水中に自然に豊富に存在し、人間の健康に非常に有害です10。 銅イオンは飲料水資源の有毒汚染物質であり、許可されていない用量（2 mg/L 以上）で頭痛、うつ病、学習障害などの人間の健康上の問題を引き起こす危険性があるため、除去する必要があります11。 吸着は、そのシンプルさ、柔軟性、産業用途における高効率により、水溶液から有毒金属を除去するための最も有望な方法の 1 つとして受け入れられています 12。 ナノスケール材料のこの分野での使用は、その大きな比表面積と過剰な活性基によりかなりの注目を集めている。