Heavy metals are elements having at

Heavy metals are elements having atomic weights between 63.5 and 200.6 g, and a specific gravity greater than 5 g/cm3[1]. With the rapid development of industries such as metal plating, mining, fertilizers, tanneries, batteries, paper, and pesticides, heavy metal’s wastewaters are increasingly discharged, directly or indirectly, into the environment, especially in developing countries. Unlike organic contaminants, heavy metals are not biodegradable and tend to accumulate in living organisms and many heavy metal ions are known to be toxic or carcinogenic. Toxic heavy metals of particular concern in treatment of industrial wastewaters include zinc, copper, nickel, mercury, cadmium, lead and chromium.
Lead can cause central nervous system damage. It can also damage the kidney, liver and reproductive system, basic cellular processes and brain functions. The toxic symptoms are anemia, insomnia, headache, dizziness, and irritability, weakness of muscles, hallucination and renal damages [2].
Faced with the most stringent regulations, nowadays heavy metals are the environmental priority pollutants and are becoming one of the major problems worldwide. Therefore these toxic heavy metals should be removed from the wastewater to protect the people and the environment. Methods such as chemical precipitation, ion-exchange, membrane filtration, and electrochemical treatment technologies. are being currently used to remove heavy metal ions from waste waters ([3] and references within). The application of the aforementioned methods becomes economically unviable for the removal of heavy metals at lower concentrations [4]. In those cases, adsorptive treatment is appropriate. Adsorption is now recognized as an effective and economic method for heavy metal wastewater treatment. The process offers flexibility in design and operation and in many cases will produce high-quality treated effluent. In addition, because adsorption is sometimes reversible, adsorbents can be regenerated by suitable desorption processes.
A number of materials have been used to remove heavy metals from wastewater. Several recent publications utilized inexpensive naturally-occurring lignocelluloses substrates, e.g. wheat straw, peanut shell, moss peat, bagasse fly ash, tree fern, gram husk, coconut coir pith and saw dust for heavy metal removal [5], [6], [7] and [8]. These substrates were found to have good adsorption capacity due to substances inherently associated with cellulose such as lignin, tannin and pectin, which contain polyphenolic, aliphatic hydroxyl and carboxylic groups. The main disadvantages of these materials are their low resistance to abrasive forces in batch or column applications and leaching of some organics (water extractives) during adsorption [9]. In adsorption processes, adsorbents with high specific surface areas are needed. Small pores, such as micropores and mesopores, result in a large specific surface area responsible for adsorption. Pore size, pore size distribution and specific surface area, as well as pore surface chemistry, are the major factors in the adsorption process [10]. Silica aerogels meet these conditions because they are extremely porous (up to 99%) nanostructure systems with high specific surface areas (500–1000 m2 g−1), low density (as low as 5 kg/m3) and they exhibit high adsorption capacity for the removal of heavy metals from waste waters, which are comparable or even exceed that of commonly used adsorbents[11], [12], [13], [14] and [15]. Furthermore, one of the most important properties of silica aerogels is the possibility to modify their chemical surface with the incorporation of organic functional groups [10]. Though mesoporous silica as sorbents should be more expensive than the use of low-cost natural adsorbents (lignite, coconut waste, wood, activated carbon, etc.), the former offer several advantages making them more attractive.
Because of the unique textural properties, the discovery of hexagonally ordered mesoporous silicas [16] has stimulated a renewed interest in the design of adsorbents and catalysts. The addition of organic groups by grafting organosiloxane precursors onto the surface of the pores results in functional mesoporous hybrid materials [17], [18], [19],[20], [21], [22], [23] and [24]. These organic–inorganic hybrid materials have been reported to exhibit improved sorption properties toward heavy metal ions, superior to those achieved with silica gel functionalized with the same ligand [25] and [26]. Unfortunately, the most extensively investigated mesoporous material MCM-41 silica shows low mechanical and hydrothermal stability. It has been shown that the low hydrothermal stability of MCM-41 material is due to the hydrolysis of its thin (1–2 nm thickness) pore walls [27] and [28]. Zhao et al. [29] developed SBA-15 mesostructured silica, which consists of parallel cylindrical pores with axes arranged in a hexagonal unit cell. SBA-15 usually has wider pores than MCM-41 (SBA-15 pores ra

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

โลหะหนักเป็นองค์ประกอบที่มีน้ำหนักอะตอมระหว่าง 63.5 และ 200.6 กรัม และความถ่วงจำเพาะมากกว่า g 5 cm3 [1] มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมชุบโลหะ ทำเหมือง ปุ๋ย tanneries แบตเตอรี่ กระดาษ และยาฆ่าแมลง wastewaters โลหะหนักมีมากออก โดยตรง หรือโดย อ้อม ในสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศกำลังพัฒนา ต่างจากสารปนเปื้อนอินทรีย์ ไม่สลายโลหะหนัก และมีแนวโน้มที่สะสมอยู่ในชีวิต และเป็นที่รู้จักกันของโลหะหนักหลาย carcinogenic หรือพิษ พิษโลหะหนักความกังวลโดยเฉพาะในการรักษา wastewaters อุตสาหกรรมรวมสังกะสี ทองแดง นิกเกิล ปรอท แคดเมียม เป้าหมาย และโครเมียมลูกค้าเป้าหมายอาจทำให้เกิดความเสียหายของระบบประสาทส่วนกลาง มันสามารถทำลายไต ตับ และระบบสืบพันธุ์ พื้นฐานเซลล์กระบวนการ และหน้าที่ของสมอง อาการเป็นพิษคือ โรคโลหิตจาง นอนไม่หลับ ปวดศีรษะ มึน และ irritability จุดอ่อนของกล้ามเนื้อ ภาพหลอน และความเสียหายไต [2]เผชิญกับกฎระเบียบที่เข้มงวดมากที่สุด ปัจจุบันโลหะหนักเป็นสารมลพิษสิ่งแวดล้อมความสำคัญ และกลายเป็นหนึ่งในปัญหาหลักที่ทั่วโลก ดังนั้น ควรเอาโลหะหนักเหล่านี้เป็นพิษจากน้ำเสียเพื่อปกป้องผู้คนและสิ่งแวดล้อม วิธีฝนสารเคมี การแลก เปลี่ยนไอออน กรองเมมเบรน และเทคโนโลยีการบำบัดทางเคมีไฟฟ้า ปัจจุบันใช้การเอาประจุของโลหะหนักจากน้ำเสีย ([3] และการอ้างอิงภายใน) การประยุกต์ใช้วิธีการดังกล่าวกลายเป็น unviable ประสิทธิภาพในการกำจัดโลหะหนักในความเข้มข้นต่ำกว่า [4] ในกรณีดังกล่าว adsorptive รักษาอยู่ที่เหมาะสม ดูดซับตอนนี้ได้รับการยอมรับเป็นวิธีมีประสิทธิภาพ และเศรษฐกิจสำหรับโลหะหนักบำบัดน้ำเสีย การมีความยืดหยุ่น ในการออกแบบและการดำเนินงาน และ ในหลายกรณีจะผลิตคุณภาพน้ำทิ้งที่บำบัด นอกจากนี้ เนื่องจากดูดซับบางอย่าง adsorbents สามารถสร้างใหม่โดยกระบวนการ desorption เหมาะจำนวนวัสดุได้ถูกใช้เพื่อเอาโลหะหนักออกจากน้ำเสีย สิ่งต่าง ๆ ล่าสุดใช้ราคาไม่แพงเกิดขึ้นตามธรรมชาติ lignocelluloses พื้นผิว เช่นข้าวสาลีฟาง เปลือกถั่วลิสง มอพรุ เถ้าชานอ้อย ต้นเฟิร์น แกลบกรัม มะพร้าว coir ขุด และเห็นฝุ่นสำหรับโลหะหนัก [5], [6], [7] [8] และ พบพื้นผิวเหล่านี้จะมีความจุการดูดซับที่ดีเนื่องจากสารที่มีความเกี่ยวข้องกับเซลลูโลสเช่น lignin แทนนิน และเพ กทิน ซึ่งประกอบด้วย polyphenolic, aliphatic ไฮดรอกซิล และกลุ่ม carboxylic ข้อเสียหลักของวัสดุเหล่านี้มีความต้านทานต่ำอำนาจ abrasive ในชุดงาน หรือโปรแกรมประยุกต์คอลัมน์ และละลายของบางอินทรีย์ (น้ำ extractives) ระหว่างดูดซับ [9] Adsorbents กับพื้นที่ผิวที่สูงเฉพาะจำเป็นในกระบวนการดูดซับ รูขุมขนเล็ก micropores และ mesopores ผลใหญ่ผิวบริเวณรับผิดชอบสำหรับการดูดซับ ขนาดรูขุมขน การกระจายขนาดของรูขุมขน และบริเวณพื้นผิว ตลอดจน เคมีพื้นผิวรูขุมขน เป็นปัจจัยสำคัญในกระบวนการดูดซับ [10] ซิลิก้า aerogels ตรงกับเงื่อนไขเหล่านี้เนื่องจาก porous มาก (ถึง 99%) ระบบ nanostructure กับสูงเฉพาะพื้นผิวต่าง ๆ (500 – 1000 m2 g−1), ความหนาแน่นต่ำ (ต่ำสุด 5 kg/m3) และพวกเขาแสดงความจุการดูดซับสูงสำหรับการกำจัดโลหะหนักจากน้ำเสีย ที่เปรียบเทียบได้ หรือแม้แต่เกินที่มักใช้ adsorbents [11], [12], [13] , [14] และ [15] นอกจากนี้ หนึ่งในคุณสมบัติสำคัญของซิลิก้า aerogels เป็นความสามารถในการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของเคมีกับประสานอินทรีย์กลุ่ม functional [10] แม้ว่าตัวซิลิก้าเป็น sorbents ควรแพงกว่าใช้โลว์คอสต์ adsorbents ธรรมชาติ (ลิกไนต์ กากมะพร้าว ไม้ คาร์บอน ฯลฯ), เดิมมีข้อดีหลายประการที่ทำให้พวกเขาน่าสนใจมากขึ้นเพราะ textural คุณสมบัติเฉพาะ การค้นพบของตัวกระท่อมสั่ง silicas [16] ได้ถูกกระตุ้นสนใจต่ออายุในการออกแบบของ adsorbents และสิ่งที่ส่งเสริม นอกจากนี้กลุ่มอินทรีย์โดย grafting precursors organosiloxane บนพื้นผิวของผลรูขุมขนในตัวทำงานแบบผสมผสานวัสดุ [17], [18], [19], [20], [21], [22], [23] [24] วัสดุผสมอินทรีย์อนินทรีย์เหล่านี้ได้รับรายงานแสดงคุณสมบัติดูดปรับปรุงไปยังประจุโลหะหนัก ห้องที่มีซิลิก้าเจล functionalized กับลิแกนด์ที่เหมือนกัน [25] [26] อับ มากสุดอย่างกว้างขวางตรวจสอบตัววัสดุ MCM 41 ซิลิกาแสดงต่ำกล และ hydrothermal เสถียรภาพ มันได้รับการแสดงเสถียรภาพ hydrothermal ต่ำวัสดุ MCM 41 ว่าเนื่องจากไฮโตรไลซ์ของความบาง (ความหนา 1-2 nm) รูขุมขนกำแพง [27] และ [28] เจียว al. ร้อยเอ็ด [29] พัฒนา SBA 15 mesostructured ซิลิก้า ซึ่งประกอบด้วยรูขุมขนทรงกระบอกขนานกับแกนที่จัดในเซลล์หน่วยหกเหลี่ยม SBA-15 มักจะมีรูขุมขนกว้างกว่า MCM 41 (SBA 15 pores ra

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

โลหะหนักเป็นองค์ประกอบที่มีน้ำหนักอะตอมระหว่าง 63.5 และ 200.6 กรัมและแรงโน้มถ่วงที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นกว่า 5 g / cm3 [1] ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมเช่นการชุบโลหะ, การทำเหมืองแร่, ปุ๋ย, ฟอกหนัง, แบตเตอรี่กระดาษและสารกำจัดศัตรูพืชน้ำเสียของโลหะหนักจะถูกปล่อยออกมากขึ้นโดยตรงหรือโดยอ้อมในสภาพแวดล้อมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศกำลังพัฒนา ซึ่งแตกต่างจากสารปนเปื้อนอินทรีย์โลหะหนักจะไม่ย่อยสลายได้และมีแนวโน้มที่จะสะสมในสิ่งมีชีวิตและอีกหลายไอออนโลหะหนักเป็นที่รู้จักเป็นพิษหรือสารก่อมะเร็ง โลหะหนักที่เป็นพิษของความกังวลโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการรักษาน้ำเสียอุตสาหกรรม ได้แก่ สังกะสี, ทองแดง, นิกเกิลปรอทแคดเมียมตะกั่วและโครเมียม.
ตะกั่วสามารถก่อให้เกิดความเสียหายที่ระบบประสาทส่วนกลาง นอกจากนี้ยังสามารถสร้างความเสียหายไตตับและระบบสืบพันธุ์เซลล์กระบวนการขั้นพื้นฐานและการทำงานของสมอง อาการเป็นพิษเป็นโรคโลหิตจางโรคนอนไม่หลับปวดศีรษะเวียนศีรษะและหงุดหงิด, ความอ่อนแอของกล้ามเนื้อ, ภาพหลอนและความเสียหายของไต [2].
ต้องเผชิญกับกฎระเบียบที่เข้มงวดมากที่สุดในปัจจุบันโลหะหนักเป็นมลพิษความสำคัญด้านสิ่งแวดล้อมและจะกลายเป็นหนึ่งในปัญหาที่สำคัญ ทั่วโลก ดังนั้นโลหะเหล่านี้หนักที่เป็นพิษจะถูกลบออกจากน้ำเสียที่จะปกป้องผู้คนและสิ่งแวดล้อม วิธีการเช่นการตกตะกอนเคมีแลกเปลี่ยนไอออนกรองเมมเบรนและเทคโนโลยีการบำบัดทางเคมีไฟฟ้า ที่มีการใช้ในปัจจุบันในการลบไอออนโลหะหนักจากน้ำเสีย ([3] และการอ้างอิงภายใน) ใช้วิธีการดังกล่าวจะกลายเป็นเศรษฐกิจ unviable สำหรับการกำจัดโลหะหนักที่ความเข้มข้นต่ำกว่า [4] ในกรณีที่การรักษาดูดซับความเหมาะสม การดูดซับได้รับการยอมรับในขณะนี้เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพและเศรษฐกิจสำหรับโลหะหนักบำบัดน้ำเสีย กระบวนการนี้มีความยืดหยุ่นในการออกแบบและการดำเนินงานและในหลายกรณีจะผลิตที่มีคุณภาพสูงได้รับการรักษาน้ำทิ้ง นอกจากนี้เนื่องจากการดูดซับสามารถย้อนกลับบางครั้งตัวดูดซับสามารถสร้างใหม่โดยกระบวนการดูดซับที่เหมาะสม.
จำนวนของวัสดุที่นำมาใช้เพื่อกำจัดโลหะหนักจากน้ำเสีย สิ่งพิมพ์ที่ผ่านมาหลายคนใช้ราคาไม่แพงธรรมชาติที่เกิดขึ้นบนพื้นผิว lignocelluloses เช่นฟางข้าวสาลี, เปลือกถั่วลิสง, พีทมอสเถ้าลอยชานอ้อยเฟิร์นต้นไม้แกลบกรัมแก่นมะพร้าวมะพร้าวและเห็นฝุ่นสำหรับการกำจัดโลหะหนัก [5] [6], [ 7] และ [8] พื้นผิวเหล่านี้ถูกพบว่ามีความสามารถในการดูดซับที่ดีเนื่องจากสารที่เกี่ยวข้องกับเซลลูโลสโดยเนื้อแท้เช่นลิกนินแทนนินและเพคตินที่มีโพลีฟี, ไฮดรอกซิอะลิฟาติกและกลุ่มคาร์บอกซิ ข้อเสียที่สำคัญของวัสดุเหล่านี้มีความต้านทานต่ำของพวกเขาขัดต่อกองกำลังในการใช้งานชุดหรือคอลัมน์และการชะล้างของสารอินทรีย์บางคน (สารแทรกในน้ำ) ในระหว่างการดูดซับ [9] กระบวนการในการดูดซับสารดูดซับที่มีพื้นที่ผิวสูงโดยเฉพาะที่มีความจำเป็น รูขุมขนเล็ก ๆ เช่น micropores รูพรุนและผลในพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ที่เฉพาะเจาะจงสำหรับการดูดซับความรับผิดชอบ ขนาดรูขุมขนกระจายขนาดรูขุมขนและพื้นที่ผิวจำเพาะเช่นเดียวกับเคมีพื้นผิวรูขุมขนที่เป็นปัจจัยสำคัญในกระบวนการดูดซับ [10] Aerogels ซิลิกาตามเงื่อนไขเหล่านี้เพราะพวกเขามีรูพรุนมาก (ไม่เกิน 99%) ระบบโครงสร้างระดับนาโนที่มีพื้นที่ผิวสูงเฉพาะ (500-1,000 กรัม m2-1), ความหนาแน่นต่ำ (ต่ำเป็น 5 kg / m3) และพวกเขาแสดงความสามารถในการดูดซับสูง สำหรับการกำจัดโลหะหนักจากน้ำเสียที่มีการเทียบเคียงหรือแม้กระทั่งเกินของตัวดูดซับที่ใช้กันทั่วไป [11] [12] [13] [14] และ [15] นอกจากนี้หนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของ Aerogels ซิลิกาความเป็นไปได้ในการปรับเปลี่ยนพื้นผิวทางเคมีของพวกเขาด้วยการรวมตัวกันของกลุ่มทำงานอินทรีย์ [10] แม้ว่าซิลิกาเมโซพอรัสเป็นตัวดูดซับควรจะมีราคาแพงกว่าการใช้ค่าใช้จ่ายที่ต่ำดูดซับธรรมชาติ (ลิกไนต์เสียมะพร้าว, ไม้, ถ่าน ฯลฯ ) อดีตเสนอข้อดีหลายประการที่ทำให้พวกเขาน่าสนใจมากขึ้น.
เพราะคุณสมบัติเนื้อสัมผัสที่ไม่ซ้ำกัน การค้นพบของที่สั่งซื้อ hexagonally silicas เมโซพอรัสบ [16] มีการกระตุ้นความสนใจในการออกแบบของตัวดูดซับและตัวเร่งปฏิกิริยา นอกเหนือจากกลุ่มอินทรีย์โดยการปลูกถ่ายอวัยวะสารตั้งต้น organosiloxane ลงบนพื้นผิวของรูขุมขนผลในการทำงานเมวัสดุไฮบริด [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] และ [ 24] ไฮบริดเหล่านี้วัสดุอินทรีย์อนินทรีได้รับรายงานที่จะแสดงคุณสมบัติการดูดซับที่ดีขึ้นต่อไอออนของโลหะหนักที่เหนือกว่าให้กับผู้ที่ประสบความสำเร็จกับซิลิก้าเจลลิแกนด์ที่มีฟังก์ชันเดียวกัน [25] และ [26] แต่น่าเสียดายที่การตรวจสอบอย่างกว้างขวางมากที่สุดวัสดุเมโซพอรัสซิลิกา MCM-41 แสดงให้เห็นถึงเสถียรภาพและร้อนต่ำ มันแสดงให้เห็นว่าเสถียรภาพร้อนต่ำของวัสดุ MCM-41 เกิดจากการย่อยสลายของของบาง (หนา 1-2 นาโนเมตร) ผนังรูขุมขน [27] และ [28] Zhao et al, [29] การพัฒนา SBA-15 mesostructured ซิลิกาซึ่งประกอบด้วยรูขุมขนกระบอกคู่ขนานกับแกนจัดในหน่วยเซลล์หกเหลี่ยม SBA-15 มักจะมีรูขุมขนกว้างกว่า MCM-41 (SBA-15 รารูขุมขน