In situ synthesis of potassium tungstophosphate supported on BEA zeolite and perspective application for pesticide removal.
J Environ Sci (China) · 2019 · 81:136-147 · PMID 30975316 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 환경과 생태 > 토양 거동 · 원제
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칼륨 텅스토인산염을 BEA 제올라이트에 현장 합성(in situ synthesis)하여 글리포세이트 제거에 적용하였다. 분광학적 측정 결과, 칼륨 염과 BEA 제올라이트 간의 수소 결합이 주요 상호작용으로 확인되었다. 제조된 복합체들을 이용하여 글리포세이트 제초제 제거 성능을 평가하고 두 개의 등온선 모델을 사용하여 흡착 과정을 분석하였다. 준비된 모든 복합체의 흡착 용량은 조사된 복합체 1g당 45.2~92.2 mg의 글리포세이트 범위에 있었다. 현탁액 산도 측정 결과, 글리포세이트는 복합체 표면에서 주로 양이온-양이온(zwitter-ion) 형태로 흡착되었으며, 복합체 내 칼륨 염의 양이 흡착 응용에 중요함을 알 수 있었다. 뛰어난 흡착 거동은 다양한 실험 방법을 통해 확인된 활성 자리들의 높은 균일도에서 기인하는 것으로 추정된다. 질량 분석기를 이용한 온도 프로그램 탈착(Temperature Programmed Desorption)을 통해 글리포세이트의 경우, 유사한 강도의 활성 자리들로부터 중첩되어 탈착되는 과정을 나타내는 하나의 넓고 고온의 피크가 검출되었다. 칼륨 텅스토인산염의 도입은 BEA 제올라이트 내에 존재하는 활성 자리에 영향을 주어 글리포세이트 탈착을 유도하며, 이는 BEA 제올라이트와 비교하여 흡착된 농약의 양을 현저히 증가시켰다. 현장 합성 절차를 통해 BEA 제올라이트에 칼륨 텅스토인산염을 지지시키는 것은 고효율 흡착제 형성을 가능하게 하며 그 잠재적인 환경 응용 분야를 제시하였다.ORIGINAL ABSTRACT
Potassium tungstophosphate is supported on BEA zeolite by in situ synthesis for glyphosate removal. Spectroscopic measurements identified hydrogen bonding as a primal interaction of potassium salt and BEA zeolite. Composites are evaluated for glyphosate herbicide removal and adsorption process is analyzed using two isotherm models. Obtained adsorption capacities for all prepared composites lay between 45.2 and 92.2 mg of glyphosate per gram of investigated composite. Suspension acidity revealed that glyphosate is adsorbed mainly in the zwitter-ion form at the composite surface while the amount of potassium salt in the composites is crucial for the adsorption application. Exceptional adsorption behavior is postulated to come from a high degree of homogeneity among surface active sites which is confirmed by different experimental methods. Temperature programmed desorption of glyphosate coupled with mass spectrometer detected one broad, high-temperature peak which represents overlapped desorption processes from active sights of similar strength. Introduction of potassium tungstophosphate affects active sites present in BEA zeolite for glyphosate desorption and significantly increases the amount of adsorbed pesticide in comparison to BEA zeolite. Supporting of potassium tungstophosphate on BEA zeolite via in situ synthesis procedure enables the formation of highly efficient adsorbents and revealed their perspective environmental application.| 저자 | Vasiljević, B. N.; Obradović, M.; Bajuk-Bogdanović, D.; Milojević-Rakić, M.; Jovanović, Z.; Gavrilov, N.; Holclajtner-Antunović, I. |
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| 저널 | Journal of environmental sciences (China) |
| 권·호·쪽 | 81, 136-147 |
| PMID | 30975316 |
| DOI | 10.1016/j.jes.2019.01.018 |
| MeSH | Adsorption; Glycine; Models, Chemical; Pesticides; Potassium; Zeolites; Glyphosate |