利用钨酸锌与处理过的纸莎草杂化复合材料监测环境样品中铅和镉离子的去除

《ChemistrySelect》：Monitoring the Removal of Lead and Cadmium Ions From Environmental Samples Using a Hybrid Composite of Zinc Tungstate and Treated Papyrus

　　

摘要

本研究提出了一种新型混合吸附剂 ZWSPPAC，通过将锌钨酸盐 (ZnWO₄) 与源自化学处理纸莎草生物质的活性炭整合合成。评估了该复合材料从合成溶液和真实环境样本中去除 Pb²⁺ 和 Cd²⁺ 离子的效果。使用 FT-IR、TGA-DTA、X 射线衍射 (XRD)、SEM-EDX、BET 和 pHzpc 分析表征了其理化性质。进行了批次吸附实验，以调查关键参数的影响，包括 pH 值 (1–6)、接触时间 (10–120 分钟)、初始金属浓度 (150 mg L^?1) 和吸附剂用量 (10 mg)。在评估的批次条件下，Pb²⁺ 和 Cd²⁺ 的最大实验吸附容量分别达到 91 mg/g 和 124 mg/g，而从 Langmuir 等温线模型计算得出的理论单层吸附容量分别达到 Pb²⁺ 122.6 mg/g 和 Cd²⁺ 131.92 mg/g。平衡数据最好由 Langmuir 等温线模型描述，而吸附动力学遵循准二级动力学模型，表明化学吸附是主要机制。热力学分析证实了该过程的放热性质。应用于真实环境样本表明 Pb²⁺ 和 Cd²⁺ 的去除效率分别为 79% 和 89%。这些发现突显了 ZWSPPAC 作为一种具有成本效益、环保且高效的吸附剂，用于重金属污染环境修复和监测。

图形摘要

本研究引入了一种源自纸莎草植物的新型 ZWSPPAC 复合材料，用于从水溶液中高效去除有毒重金属。通过全面的表征、动力学建模和热分析，结果揭示了卓越的吸附容量和机制，为高级环境修复和废水处理挑战提供了可持续的高性能解决方案。

利益冲突

作者声明无利益冲突。

数据可用性声明

本研究期间生成和分析的数据集可根据合理要求从通讯作者处获得。支持本研究结论所需的所有数据均包含在手稿中。