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Nov 11, 2023

Fabricação fácil de Eu

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 11107 (2023) Citar este artigo 252 Acessos Detalhes das métricas A remoção do cloridrato de tetraciclina (TCH) das águas residuais é importante para o meio ambiente

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 11107 (2023) Citar este artigo

252 acessos

Detalhes das métricas

A remoção do cloridrato de tetraciclina (TCH) das águas residuais é importante para o meio ambiente e para a saúde humana, mas desafiadora. Aqui, o MOF baseado em Eu, Eu (BTC) (BTC representa ácido 1,3,5-trimésico) foi preparado por uma estratégia eficiente e amiga do ambiente, e depois foi utilizado para a captura de TCH pela primeira vez. O Eu(BTC) foi caracterizado por diferentes métodos como difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier. A captação de Eu (BTC) pelo TCH foi investigada sistematicamente. As influências das condições experimentais como valor de pH da solução, tempo de adsorção e concentração inicial na capacidade de TCH do Eu (BTC) também foram estudadas. O Eu (BTC) obtido exibiu notável absorção de TCH (qm foi de até 397,65 mg/g), que foi muito maior do que a da maioria dos materiais, como UiO-66/PDA/BC (184,30 mg/g), PDA-NFsM ( 161,30 mg/g) e muitos materiais à base de carbono relatados até agora. Além disso, o comportamento de adsorção de TCH em Eu (BTC) foi explorado pelas equações de Freundlich e Langmuir, e o mecanismo de adsorção foi posteriormente analisado. Os resultados experimentais sugeriram que o mecanismo de adsorção de TCH do Eu (BTC) incluía a interação π – π, interação eletrostática e ligações coordenadas. O excelente desempenho de adsorção de TCH e a estratégia de fabricação eficiente tornam o preparado de Eu (BTC) promissor na remoção de TCH.

Hoje em dia, as poluições do ambiente aquático causadas por iões de metais pesados1, poluentes orgânicos2 e antibióticos3 tornaram-se problemas globais crescentes. Particularmente, como componente farmacêutico mais comumente utilizado e altamente eficaz, os antibióticos estão amplamente envolvidos na indústria agrícola e na terapia humana4. É importante notar que uma grande proporção de antibióticos não é completamente absorvida pelo corpo humano e pelos animais, sendo então excretada no ecossistema como metabólitos ou mesmo no estado primitivo5. Os antibióticos descartados são principalmente provenientes de efluentes agrícolas, hospitalares, de aquicultura e industriais6,7,8,9. Foi relatado que a concentração de antibióticos pode atingir até 100–500 mg/L em águas residuais farmacêuticas e médicas10,11. A emissão excessiva de antibióticos criaria inevitavelmente uma grave ameaça à sobrevivência humana e à segurança ambiental. O antibiótico mais típico e representativo, o cloridrato de tetraciclina (TCH), apresenta solubilidade média em água (231 mg/L)12, durabilidade e alta biotoxicidade, e geralmente é detectado em ambiente aquático.

Devido à remoção profunda do TCH da solução aquosa é difícil para a tecnologia tradicional de tratamento de esgoto, e o TCH é propenso a se acumular no solo, nas águas subterrâneas e superficiais. O desenvolvimento de uma estratégia eficiente para remover os antibióticos continua a ser um grande desafio13,14,15,16. Recentemente, diferentes métodos foram relatados para a remoção do TCH, como eletrólise17, oxidação18, degradação fotoquímica19 e adsorção20. Dentre esses métodos, a tecnologia de adsorção é altamente considerada a primeira escolha para captura de antibióticos devido às suas vantagens como alta eficiência energética, operação simples e respeito ao meio ambiente21,22,23. Embora a maioria dos adsorventes relatados apresentasse seletividade e capacidade de adsorção inferiores até agora, é urgente desenvolver adsorventes de alto desempenho24. Até onde sabemos, alguns materiais porosos foram explorados para remover TCH de águas residuais, incluindo estruturas orgânicas metálicas (MOFs), materiais lignocelulósicos25, caulim26, carbono poroso27 e óxidos metálicos28.

Entre os adsorventes mencionados acima, os MOFs são compostos de íons metálicos divergentes ou aglomerados e ligantes orgânicos e demonstram propriedades únicas, como alta área superficial, tamanho de poro ajustável e funcionalidades personalizadas, incomparáveis ​​aos materiais convencionais. No entanto, a maioria dos MOFs frequentemente apresentam baixa estabilidade em solução aquosa, e suas aplicações são geralmente focadas na adsorção de moléculas orgânicas, vetores de entrega de fármacos, luminescência e catálise . Houve poucos relatos sobre a remoção de antibióticos usando MOFs de lantanídeos até o momento36. Neste trabalho, um MOF ecológico, Eu (BTC) (BTC significa ácido 1,3,5-trimésico), foi preparado por uma estratégia fácil e empregado pela primeira vez para a remoção de TCH de solução aquosa. A cinética de adsorção de TCH e as isotermas de adsorção de Eu (BTC) foram examinadas em detalhes. Além disso, a influência do valor do pH na solução, do tempo de adsorção e da concentração inicial no desempenho de adsorção de TCH do Eu (BTC) também foi totalmente estudada. Os dados de adsorção foram ajustados às equações de Freundlich e Langmuir para investigar o comportamento do TCH no Eu (BTC). Os resultados experimentais indicaram que a capacidade de adsorção de TCH do Eu (BTC) dependia principalmente do efeito sinérgico da interação π-π e da quimissorção. A reutilização e estabilidade do Eu (BTC) na água foram estudadas de acordo com as literaturas relatadas37,38,39,40. O preparado Eu(BTC) pode oferecer uma alternativa promissora para a remoção de antibióticos de águas residuais.