Abstrakt

Stereochemie 2016: Die Sanierung von kontaminiertem Wasser von Schwermetallen (Ni+2, Zn+2) unter Verwendung von Kaffeeschalen als grünem Sorptionsmaterial - Basma Ghaleb Al Hogbi - König-Abdulaziz-Universität

 Basma Ghaleb Al Hogbi 

 Die Verschmutzung von Abwasser ist ein Problem, mit dem heutzutage die ganze Welt konfrontiert ist. Industrialisierung und Globalisierung haben zur Produktion und Entsorgung großer Mengen Schwermetalle in der Umwelt geführt, was zu einem erhöhten Fluss metallischer Substanzen in die Gewässer geführt hat. Die Entfernung von Schwermetallen aus kontaminiertem Wasser mithilfe von Biomassematerialien ist eine moderne Technologie, die sich durch niedrige Kosten, hohe Effizienz, erneuerbare Quellen und Verfügbarkeit auszeichnet. Die Sorption von Biomasse wie Kaffeebohnen, Spreu, Reishülsen und Schalen von Palmenstämmen wurde untersucht. In dieser Studie wurde Kaffeeschale als Sorptionsmaterial verwendet; es wurde ein Batch-Experiment durchgeführt, um das Adsorptionspotenzial von Kaffeeschale bei einer Anfangskonzentration von 400 ppm mit unterschiedlicher Kontaktzeit, Konzentration, pH-Wert und Temperatur zu untersuchen, wobei die Metallkonzentration (Ni, Zn) per ICP-OMS gemessen wurde. Für die Charakterisierungsstudien wurden das Rasterelektronenmikroskop (SEM) und die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) verwendet. Die Ergebnisse zeigten, dass die Gleichgewichtskontaktzeit 90 Minuten betrug und die durchschnittliche Entfernungseffizienz 60 % für Ni+2 und 45 % für Zn+2 betrug. Die Adsorptionskapazität der Sorbentien betrug 12,34 bzw. 10,30 mg/g für Ni+2 und Zn+2. Die Adsorptionsdaten waren auf die Isothermenmodelle von Langmuir und Freundlich anwendbar, und die Adsorption von Ni- und Zn-Ionen folgt perfekt dem kinetischen Modell zweiter Ordnung. Die vorliegenden Untersuchungen haben gezeigt, dass Kaffeeschalen als Biomassesorbent eine ausreichende Entfernung von Schwermetallen aus Abwässern ermöglichen könnten. Nickel ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ni und der Ordnungszahl 28. Es ist ein glänzendes silbrig-weißes Metall mit einem leicht goldenen Farbton. Nickel gehört zu den Übergangsmetallen. Außerdem ist es duktil und hart. Trotzdem kommt reines gediegenes Nickel in der Erdkruste nur in geringen Mengen vor, normalerweise in ultramafischen Gesteinen und in größeren Nickel-Eisen-Meteoriten, die keinem Sauerstoff ausgesetzt waren. außerhalb der Erdatmosphäre. Meteorisches Nickel findet sich in Kombination mit Eisen, was den Ursprung dieser Elemente als Hauptendprodukte der Nukleosynthese von Supernovas widerspiegelt. Man geht davon aus, dass eine Eisen-Nickel-Mischung die äußeren und inneren Kerne der Erde bildet. Nickel wird bei Raumtemperatur langsam durch Luft oxidiert und gilt als korrosionsbeständig. Historisch wurde es für die Beschichtung von Eisen und Messing, die Beschichtung von chemischen Materialien und die Herstellung bestimmter Legierungen verwendet, die einen hohen Silberglanz aufweisen, wie z. B. Neusilber. Dennoch werden etwa 9 % der weltweiten Nickelproduktion für korrosionsbeständige Vernickelung verwendet. Manchmal verursachen vernickelte Gegenstände eine Nickelallergie. Nickel wird häufig für Münzen verwendet, obwohl der Preisanstieg in den letzten Jahren zu einem Ersatz durch billigere Metalle geführt hat. Nickel ist eines der vier Elemente (die anderen sind Eisen, Kobalt und Gadolinium), die bei etwa Raumtemperatur ferromagnetisch sind.Alnico-Permanentmagnete, die teilweise auf Nickel basieren, haben einen mittleren Widerstand zwischen Permanentmagneten auf Eisenbasis und Seltenerdmagneten. Metall ist in der heutigen Zeit vor allem in Legierungen wertvoll; rund 68 % der Weltproduktion wird für Edelstahl verwendet. Weitere 10 % werden für Nickel- und Kupferlegierungen verwendet, 7 % für legierte Stähle, 3 % in Gießereien, 9 % für die Beschichtung und 4 % für andere Anwendungen, einschließlich der schnell wachsenden Batterien. Als Verbindung hat Nickel eine Reihe von Nischenanwendungen in der chemischen Herstellung, beispielsweise als Katalysator für Hydrierung, Batteriekathoden, Pigmente und metallische Oberflächenbehandlungen. Nickel ist ein essentieller Nährstoff für bestimmte Mikroorganismen und Pflanzen, die Enzyme mit Nickel als aktivem Zentrum haben. Zink ist ein chemisches Element mit dem Symbol Zn und der Ordnungszahl 30. Bei Raumtemperatur ist Zink ein leicht zerbrechliches Metall. Außerdem hat es nach Entfernung der Oxidation ein blau-silbernes Aussehen. In der Gruppe 12 des Periodensystems ist es das erste Element. Chemisch gesehen ist Zink in mancher Hinsicht ähnlich wie Magnesium. In der Erdkruste ist Zink das 24. häufigste Element. Außerdem hat es fünf stabile Isotope. Sphalerit (Zinkblende), ein Zinksulfidmineral, ist das am häufigsten vorkommende Zinkerz. Die größten nutzbaren Adern finden sich in Australien, Asien und den Vereinigten Staaten. Zink wird durch Schaumflotation des Erzes, Rösten und abschließende Extraktion mithilfe von Elektrizität (elektrolytische Extraktion) raffiniert. Das Element wurde wahrscheinlich vom Alchemisten Paracelsus nach dem deutschen Wort Zinke (Zahn, Zahn) benannt. Der deutsche Chemiker Andreas Sigismund Marggraf entdeckte 1746 reines metallisches Zink. Die Arbeiten von Luigi Galvani und Alessandro Volta enthüllten 1800 die elektrochemischen Eigenschaften von Zink. Die zinkresistente Korrosion von Eisen (Feuerverzinkung) ist die Hauptanwendung von Zink. Weitere Anwendungen betreffen elektrische Batterien, kleine nicht strukturelle Formteile und Legierungen wie Messing. Verschiedene Zinkverbindungen werden häufig verwendet, wie Zinkcarbonat und Zinkgluconat (als Nahrungsergänzungsmittel), Zinkchlorid (in Deodorants), Zinkpyrithion (Schuppenshampoos), Zinksulfid (in Leuchtfarben) und Dimethylzink oder Diethylzink im biologischen Labor. Zink ist ein essentielles Mineral, unter anderem für die pränatale und postnatale Entwicklung. Zinkmangel betrifft rund zwei Milliarden Menschen in Entwicklungsländern und wird mit vielen Krankheiten in Verbindung gebracht. Bei Kindern führt ein Mangel zu Wachstumsstörungen, verzögerter sexueller Reifung, Anfälligkeit für Infektionen und Durchfall. Enzyme mit einem Zinkatom im reaktiven Zentrum sind in der Biochemie weit verbreitet, wie Alkoholdehydrogenase beim Menschen. Der Konsum von übermäßigem Zink kann Ataxie, Lethargie und Kupfermangel verursachen. Zink ist ein bläulich-weißes, glänzendes und diamagnetisches Metall, obwohl die meisten handelsüblichen Farbtöne des Metalls eine matte Oberfläche haben. Bei den meisten Temperaturen ist das Metall spröde und hart. Aber zwischen 100 und 150 ° C wird es formbar. Über 210 ° C,das Metall wird wieder spröde und kann durch Dreschen zerstäubt werden. Zink ist ein guter Stromleiter. Für ein Metall hat Zink relativ niedrige Schmelz- und Siedepunkte (419,5 °C) sowie Siedepunkte (907 °C). Der Schmelzpunkt ist der niedrigste aller Blockmetalle außer Quecksilber und Cadmium. Smithsonit (Zinkcarbonat), Hemimorphit (Zinksilikat) usw. sind einige der anderen Quellmineralien für Zink.