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Jul 15, 2023

Formação de si mesmo

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 11556 (2023) Citar este artigo 208 Acessos Detalhes da Métrica Este estudo fornece uma descrição da formação de carvão ativado dopado com nitrogênio próprio (NDAC)

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 11556 (2023) Citar este artigo

208 Acessos

Detalhes das métricas

Este estudo descreve a formação de carvão ativado autodopado com nitrogênio (NDAC) por uma nova maneira de empregar farinha de peixe (mistura de Atherina hepseetus e Sardina pilchardus com 60% de proteína) como dopante de nitrogênio, ZnCl2 como agente impregnante, serragem como fonte de carbono e água com proporção mássica (2:1:1:12), que foi submetida ao processo hidrotérmico. A mistura hidrotérmica foi seca em estufa e carbonizada sob fluxo de nitrogênio por uma hora a 600, 700 e 800 °C. A caracterização do NDAC foi realizada utilizando diversas técnicas analíticas de análise. O NDAC sintetizado exibiu características únicas, como estrutura microporosa (1,84 ~ 2,01 nm), alta área superficial (437,51 ~ 680,86 m2/g), volume de poros totais (0,22 ~ 0,32 cm3/g) e teor de nitrogênio (12,82 ~ 13,73% ). Testes de remoção de lote foram realizados para investigar o impacto da concentração inicial de íons de cromo (100–400 mg/L), dose de NDAC (0,5–2,5 g/L), pH e tempo de contato (5–120 min). Essas características úteis do NDAC, particularmente do NDAC600, foram adequadas para uso como um excelente adsorvente para íons Cr6+ com capacidade máxima de adsorção (Qm) (769,23 mg/g), e a maior absorção de adsorção de íons de cromo (81,18%) foi obtida em Valor de pH 1,5 à temperatura ambiente. Os modelos Halsey e Temkin ajustaram-se razoavelmente aos dados de adsorção. A absorção de íons tóxicos de cromo é melhor representada com dados cinéticos de taxa de pseudo-segunda ordem.

Água é vida, um recurso natural essencial para a sobrevivência e o crescimento dos organismos vivos. A água é fortemente necessária para satisfazer as exigências básicas de uma população, as ambições sociais e económicas, a agricultura, a urbanização, a industrialização e muitos outros usos1. A poluição da água, do ar e da terra por iões metálicos tóxicos em áreas urbanas sobrelotadas devido à rápida expansão das actividades industriais e ao aumento da população tornou-se um problema global2. Recentemente, ao longo do século XX, a necessidade de água pura tornou-se um desafio e desenvolveu-se a consciência de proteger o nosso ambiente da poluição. Em particular, o crescimento da contaminação por micropoluentes inorgânicos, como os metais pesados, atraiu a preocupação de muitos investigadores porque são persistentes, muito tóxicos e por vezes têm um efeito mortal3.

Os metais pesados ​​são, em muitos casos, tóxicos e causam degradação à vida vegetal e aquática, bem como danos ao ser humano4. Nas últimas décadas, a exposição a um ambiente contaminado com metais pesados ​​tornou-se um grave risco ambiental em todo o mundo4. O cromo é um elemento natural encontrado durante erupções vulcânicas na poeira, rochas e solo. A EPA (Agência de Proteção Ambiental dos EUA) classificou o cromo como um dos poluentes ambientais tóxicos mais comuns da natureza5. O cromo e seus compostos resultam principalmente de diversas atividades industriais, como a indústria do couro6,7. Por exemplo, na Índia, o processamento das indústrias de curtimento de couro causou uma grande influência de (2.000 ~ 32.000 toneladas/ano de Cr6+) no meio ambiente8,9. Além disso, o cromo é amplamente utilizado em galvanoplastia, ácido crômico, lamas de perfuração, reagentes catalíticos e aço refratário10.

Muitas atividades antropogênicas, como plantio de metal, tratamento de água em torres de resfriamento em diversas indústrias, conservação de madeira, produção de pigmentos e instrumentos elétricos e eletrônicos levaram à contaminação generalizada de cromo hexavalente (Cr6+) na biosfera, de modo que a biodisponibilidade e a biomobilidade do Cr6+ será aumentada11. O cromo existe principalmente em dois estados de oxidação, trivalente e hexavalente; os efeitos tóxicos do crómio nos ecossistemas e nos seus habitantes dependem do seu estado de valência12. Íons Cr6+ altamente venenosos, mutagênicos, móveis e solúveis são normalmente encontrados em associação com oxigênio como cromato (CrO42–) em níveis de pH superiores a 6,5 ​​ou dicromato (Cr2O72–) em níveis baixos de pH12. Embora Cr3+ seja menos tóxico, bioelemento e geralmente ocorre como Cr(OH)2+, CrOH2+, Cr(OH)3 e Cr(OH)4–, Cr2(OH)2 e Cr3(OH)4. Porém, essas atividades industriais geraram grandes quantidades de resíduos sólidos e líquidos ricos em cromo, além de emissões atmosféricas13,14. A exposição grave e frequente aos íons hexavalentes de cromo pode causar muitas doenças, como câncer de pulmão e de pele15, redução da eficiência do sistema imunológico, insuficiência hepática e renal, hemorragias internas e danos ao DNA, úlceras no revestimento nasal do nariz, irritação, anemia , úlceras estomacais e do intestino delgado e outros problemas do aparelho respiratório16. Portanto, inúmeras estratégias científicas de eliminação de íons metálicos tornaram-se apontadas como possíveis soluções.