Ferrihydrite-loaded water hyacinth-derived biochar for efficient removal of glyphosate from aqueous solution.
Environ Sci Pollut Res Int · 2023 · 30:57410-57422 · PMID 36964803 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 환경과 생태 > 토양 거동 · 환경시료
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페리하이드라이트가 로딩된 물옥수(FH/WHBC)는 글리포세이트를 함유한 폐수를 처리하기 위해 현장 침전법으로 제조되었다. 이 물질의 흡착 특성, 메커니즘 및 실제 적용 잠재력이 심층적으로 연구되었다. 그 결과, FH/WHBC의 흡착 성능은 침전 pH 조건과 밀접한 관련이 있었으며, pH 5.0에서 제조된 흡착제가 글리포세이트에 대해 116.8 mg/g으로 가장 높은 흡착 용량을 나타냈다. 등온 및 동역학 실험 결과, 글리포세이트의 흡착은 Langmuir 모델과 일치하였고, 흡착 과정은 빠르며 30분 이내에 달성될 수 있었다. 제조된 FH/WHBC는 산성이 높은 환경에서 적용하기에 더 적합했으며, 대부분의 공존 이온이 존재하는 상황에서도 우수한 흡착 성능을 유지할 수 있었다. 게다가 재생성도 또한 양호한 것으로 나타났다. 동적 조건 하에서, FH/WHBC의 흡착 성능은 높은 유속 및 높은 글리포세이트 농도에서도 영향을 받지 않았다. 더욱이, FH/WHBC는 폐수 처리 시 글리포세이트에 대한 우수한 제거 효율을 유지할 수 있었으며, 글리포세이트 농도를 0.06 mg·L-1까지 감소시킬 수 있어 중국의 II급 지하수 수질 기준보다 낮았다. 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR) 및 X선 광전자 분광법(XPS) 특성 분석 결과, FH/WHBC에 대한 글리포세이트 흡착은 주로 정전기적 흡착과 내부구 킬레이트 형성(inner-sphere complexes formation)을 통해 이루어짐을 나타냈다. 요약하자면, 제조된 흡착제 FH/WHBC는 산업용 글리포세이트 폐수 처리에 사용될 것으로 기대된다.ORIGINAL ABSTRACT
Ferrihydrite-loaded water hyacinth-derived biochar (FH/WHBC) was prepared by in-situ precipitation method to treat glyphosate-containing wastewater. The adsorption properties and mechanism, and actual application potential were deeply studied. Results showed that the adsorption performance of FH/WHBC was closely related with the precipitation pH condition, and the adsorbent prepared at pH 5.0 possessed the highest adsorption capacity of 116.8 mg/g for glyphosate. The isothermal and kinetic experiments showed that the adsorption of glyphosate was consistent with Langmuir model, and the adsorption process was rapid and could be achieved within 30 min. The prepared FH/WHBC was more suitable for application under high acidity environment, and could maintain the great adsorption performances in the presence of most co-existing ions. Besides, it also possessed a good regenerability. Under dynamic condition, the adsorption performance of FH/WHBC was not affected even at high flow rate and high glyphosate concentration. Furthermore, the FH/WHBC can keep excellent removal efficiency for glyphosate in wastewater treatment, and the concentration of glyphosate can be reduced to 0.06 mg·L-1, which was lower than the groundwater quality of class II mandated in China. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) characterization indicated that the adsorption of glyphosate on FH/WHBC was mainly accomplished through electrostatic adsorption and the formation of inner-sphere complexes. In brief, the prepared sorbent FH/WHBC was expected to be used in the treatment of industrial glyphosate wastewater.| 저자 | Meng, W.; Li, X.; Yu, J.; Xiao, C.; Hou, H.; Chi, R.; Feng, G. |
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| 저널 | Environmental science and pollution research international |
| 권·호·쪽 | 30(20), 57410-57422 |
| PMID | 36964803 |
| DOI | 10.1016/j.colsurfa.2020.125144 |
| MeSH | Eichhornia; Wastewater; Charcoal; Adsorption; Spectroscopy, Fourier Transform Infrared; Kinetics; Water Pollutants, Chemical; Hydrogen-Ion Concentration; Glyphosate; Ferric Compounds |