We demonstrate the use of cysteine-

We demonstrate the use of cysteine-modified polymer nanofibers for the rapid and efficient removal of Cr(III) from real tannery waste water samples. Various parameters such as pH, load of nanofibers and time of exposure were optimized to achieve maximum removal. The optimum parameters were found to be 0.1 mg of nanofibers per mL of tannery waste water with a pH of 5.5 and an exposure time of 45 min. Almost 99% Cr(III) was removed at these ideal conditions thus demonstrating the efficacy of our material. The maximum removal capacity at these ideal conditions was estimated to be approximately 1.75 g of chromium/gram of polymeric material. This is probably due to a variety of factors including the apparent high surface to volume ratio exhibited by these nanofibers and also due to the availability of numerous cysteine groups that are known to have high binding affinities with heavy metal ions. These nanoscale polymeric materials show great potential towards the removal of heavy metal cations from waste waters.


1. Introduction
Environmental pollution due to industrial effluents is of major concern because of their toxicity and threat to human life and the environment. The discharge of heavy metals effluents in the environment has raised much concern because of potential health hazards associated with the entry of toxic components into the food chain. It is well known that small amounts of some of these ions can cause severe physiological or neurological damage. Various sources of heavy metal ions in water come from leather tanning, battery manufacturing, basic steel, paper and pulp, metal plating, agrochemicals, petrochemicals and fertilizer industries. Higher concentrations of heavy metals ions in water and soil may increase the uptake of these metals by crops and potentially affect human health via food chains.

Chromium and its compounds are widely used not only in leather tanning but also in many industries such as plating, cement, dye, photography industries, etc. producing large quantities of toxic heavy metal ions that can cause severe environmental and public health problems. The tannery industry, which commonly uses Cr(III) for tanning processes is a major cause for high influx of Cr in the biosphere, accounting for 40% of the total industrial use (Barnhart, 1997). Chromium exists naturally in two forms of Cr(III) and Cr(VI). Factors such as solubility, permeability through biological
membranes and subsequent interactions with biological molecules such as proteins and nucleic acids makes Cr(VI) to be
more toxic than Cr(III) (Dayan and Paine, 2001; Katz and Salem, 1993). However, it has been shown that Cr(III) can be oxidized to Cr(VI) by organic compounds in hide and also by inorganic species in tannery sludge (Apte et al., 2005). Furthermore, recent research suggests that chlorination of water oxidizes Cr(III) to Cr(VI) in a matter of hours after which the oxidation process plateaus into a steady state equilibrium (Lindsay et al., 2012). Therefore we believe
that the removal of Cr(III) from tannery waster is very important.


Conventional methods for the removal of heavy metals from waste water include reduction, ion exchange, evaporation, chemical precipitation and adsorption on activated carbon. In terms of nanoscale material applications, magnetite (Fe3O4) nanoparticles have attracted increasing research interest in the fields of catalysis and environmental remediation in recent years (Hsing et al., 2007; Ozgunay et al., 2007). Magnetite nanoparticles possess not only strong adsorption/reduction activities, but also the property of being easily separated and collected by an external magnetic field (Booker et al., 1991; Ngomsik et al., 2005). The good adsorption activities of magnetite nanoparticles for many heavy metal ions have been reported in the literature (Hu et al., 2004; Oliveira et al., 2003; Orbell et al., 1997). As is well known, the co-aggregation problem often constitutes a challenge that nanoparticles have to be confronted with, since the co-aggregation decreases the effective surface area of nanoparticles and thus reduces their reaction activities.




We recently reported the development of a novel and highly effective nanoscale polymeric material for rapid and efficient removal of heavy metal ions from aqueous solutions (Tolani et al., 2010). The polymeric material was fabricated in the form of nanofibers that were subsequently modified by cysteine, a nonessential amino acid with a very high binding constant for some toxic heavy metal ions like As(III), Cd(II), Pb(II) and Cu(II). We demonstrated
the removal of these metal ions from aqueous solutions using these modified polymer nanofibers. In this article, we extend the applicability of this material to the removal of Cr(III) and Cr(VI) from real tannery waste water. The tanning industry forms the backbone of the Egyptian leather industry much of which adopts the chromium tanning process because of its processing speed, low costs, and light color of leather and greater stability of the resulting
leather. In general, tanning process using chromium compounds is among the most common methods for processing of hides (Sreeram and Ramasami, 2003). In this process about 60e70% of chromium reacts with the hides resulting in about 30e40% of the chromium to remain in solid and liquid. In most cases, the waste water of tanning process is usually discharged, without proper treatment, into the sewerage system causing serious environmental impact. Hence, there is need to minimize the generation of hazardous chemicals, while increasing the treatment efficiencies of the waste water generated. Therefore, investigation of alternative and appropriate materials and technologies for the removal of
heavy metals ions from waste waters is of utmost importance.

2. Experimental
2.1. Materials and methods
2.1.1. Synthesis of cysteine-modified poly pyrrolepropylic acid nanofibers
Pyrrolepropylic acid (PPA) was prepared according to a literature protocol (Dong et al., 2006; Tolani et al., 2009, 2010). Fabrication of poly(PPA) nanofibers was accomplished using an electrochemical template-directed method by application of a þ0.9 V potential versus Ag/AgCl using anodic alumina membrane as the working electrode (Martin, 1994; Tolani et al., 2009, 2010). The poly PPA nanofibers were then covalently functionalized with cysteine via the well-documented EDC/NHS coupling procedure (Tolani et al., 2009, 2010). The cysteine-modified poly(PPA) Nanofibers
will be referred to as poly(PPA)-Cys nanofibers in this document. Scheme 1 summarizes the fabrication of the poly(PPA)- Cys nanofibers. Scanning electron microscopy (SEM) images were recorded with a JEOL JSM-840A scanning electron microscope at 7 kV acceleration potential.


2.2. Removal of Cr(III) from tannery water
Tannery waste water was obtained from commercial tannery in the region of Misr el-Kadima region in Egypt. Poly (PPA)eCys nanofibers were added to 10 ml of waste water sample was introduced into 50 ml Pyrex glass bottles containing 0.01 g of nanofibers. The bottles were then stoppered with glass caps. A control with no nanofibers was used to measure the initial concentration of waste water at its initial pH 3.2. The bottles were placed on an electric
laboratory shaker, at room temperature together with the control at various time intervals, (5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60 min). After stirring at each time the nanofibers were separated from the solutions by centrifugation at 2000 rpm for 30 min samples were collected from each bottle and filtered then digestion was carried out. The residual concentration of chromium was determined using APHA 2005 standard method on a Varian 220 atomic absorption spectrophotometer.
For each series of measurements absorption calibration curve was constructed composed of a blank and three or
more standards from Merck, Germany. Accuracy and precision of the metals measurement were confirmed using external reference standards from Merck, and standard reference material 1643e for trace elements in water and quality control sample from National Institute Standards and Technology (NIST), were used to confirm the instrument metal concentration reading. Instrument detection limit for total chromium was 0.02 mg/L. All runs were at least done
in triplicate and the averages were computed. In general, the relative standard deviations of the runs were less than 3%.


3. Results and discussion
Fig. 1 shows a typical SEM image of the poly(PPA)-Cys nanofibers.
The average diameter of the poly- (PPA)-Cys nanofibers was about 200 nm. The lengths of the nanofibers depended on the amount of charge passed. SEM images indicate that the nanofibers were sufficiently dispersed and aggregation was not a major issue. Before exposure to nanofibers, sample from tannery waste water was tested for several parameters such as chromium concentration, chemical oxygen demand (COD), biological oxygen demand, (BOD), suspended solids (SS), phosphate and pH. The resulting data is presented in Table 1. Various factors that are known to affect chromium ions sorption/complexation processes (Scheme 1d) were investigated. These factors include i) time ii) pH and iii) concentration of the nanofibers. The removal of chromium by the nanofibers (1 mg of nanofibers/mL of waste water) was investigated at various times ranging from 5 to 60 min at pH of 3.28. The results of these experiments are summarized in Fig. 2. It was evident that over 80% of the Cr(III)was removed within 10 min. Maximum Cr(III) removal was achieved in about 45 min when almost 90% Cr(III) was removed. 45 min was therefore selected as the optimum time for Cr(III) removal. The next parameter to be investigatedwas the pH of the tannery waste water from the initial pH of 3.2e9.0 by addition of 1 N NaOH. The pH of the medium is an important factor in determining the rate of surface reactions. The effect of pH on the adsorption of metal ions on the adsorbent is pre

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เราสาธิตการใช้ nanofibers cysteine ปรับเปลี่ยนพอลิเมอร์สำหรับการเอาออกอย่างรวดเร็ว และมีประสิทธิภาพของ Cr(III) จากตัวอย่างน้ำเสีย tannery จริง พารามิเตอร์ต่าง ๆ เช่นค่า pH การผลิต nanofibers และเวลาของการสัมผัสถูกปรับให้เหมาะสมเพื่อกำจัดสูงสุด พบพารามิเตอร์เหมาะสมจะเป็น 0.1 มก.ต่อมล. tannery เสียน้ำมี pH 5.5 และมีเวลาเปิดรับแสงของ 45 นาทีเกือบ 99% Cr(III) nanofibers ถูกเอาออกในเงื่อนไขเหล่านี้เหมาะจึง เห็นประสิทธิภาพของวัสดุของเรา กำลังการผลิตสูงสุดเอาที่เงื่อนไขเหล่านี้เหมาะถูกคาดว่าจะประมาณ 1.75 g ของโครเมียม/กรัมของวัสดุพอลิเมอ นี่คืออาจเนื่อง จากหลายปัจจัยรวมถึงพื้นผิวสูงชัดปริมาณอัตราส่วนจัดแสดง โดย nanofibers เหล่านี้ และเนื่อง จากความพร้อมของกลุ่ม cysteine จำนวนมากที่ทราบว่ามี affinities สูงรวมกับประจุของโลหะหนัก วัสดุเหล่านี้ชนิด nanoscale แสดงศักยภาพที่ดีต่อการเอาออกเป็นของหายากของโลหะหนักจากน้ำเสีย1. บทนำมลพิษสิ่งแวดล้อมจากอุตสาหกรรม effluents เป็นความกังวลหลักของความเป็นพิษและคุกคามชีวิตมนุษย์และสิ่งแวดล้อม การปล่อยออกของ effluents โลหะหนักในสิ่งแวดล้อมได้ยกความกังวลมาก เพราะอาจอันตรายของสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับรายการของส่วนประกอบที่เป็นพิษในห่วงโซ่อาหาร เป็นที่รู้จักกันดีว่า เงินของประจุเหล่านี้อาจทำให้เกิดเสียหายสรีรวิทยา หรือระบบประสาทที่รุนแรง แหล่งต่าง ๆ ของประจุในน้ำที่มาจากหนังฟอก แบตเตอรี่พื้นฐาน ผลิตเหล็ก กระดาษ และเยื่อ กระดาษ โลหะหนักโลหะอุตสาหกรรมชุบ สูบ เคมีปิโตรเลี่ยม และปุ๋ย ความเข้มข้นสูงของประจุของโลหะหนักในน้ำและดินอาจเพิ่มการดูดซับโลหะเหล่านี้ โดยพืช และอาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ผ่านทางห่วงโซ่อาหารโครเมียมและสารใช้ไม่เพียงแต่ ในหนังฟอกหนัง แต่ยังอยู่ ในหลาย ๆ อุตสาหกรรมชุบ ปูนซีเมนต์ ย้อม ถ่ายภาพอุตสาหกรรม ฯลฯ ที่ผลิตจำนวนมากของประจุของโลหะหนักที่เป็นพิษที่สามารถทำให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมและสาธารณสุขที่รุนแรง อุตสาหกรรม tannery ซึ่งโดยทั่วไปใช้ Cr(III) สำหรับกระบวนการอาบแดดเป็นสาเหตุหลักสำหรับอีกสูงของ Cr ในชีวบริเวณ บัญชี 40% ของการใช้อุตสาหกรรมรวม (Barnhart, 1997) โครเมียมมีอยู่ตามธรรมชาติในรูปแบบที่สองของ Cr(III) และ Cr(VI) ปัจจัยเช่นละลาย permeability ผ่านทางชีวภาพCr(VI) จะทำให้เยื่อหุ้มและการโต้ตอบต่อกับโมเลกุลชีวภาพเช่นโปรตีนและกรดนิวคลีอิกสารพิษเพิ่มมากขึ้นกว่า Cr(III) (ดายันและ Paine, 2001 ทซและ Salem, 1993) อย่างไรก็ตาม มันได้ถูกแสดงว่า Cr(III) สามารถถูกออกซิไดซ์กับ Cr(VI) โดยซ่อนสารอินทรีย์ และอนินทรีย์ชนิดใน tannery ตะกอน (Apte et al., 2005) นอกจากนี้ การวิจัยล่าสุดแนะนำว่า คลอรีนน้ำ oxidizes Cr(III) เพื่อ Cr(VI) ในไม่กี่ชั่วโมงหลังจากการเกิดออกซิเดชันราบเป็นสมดุลท่อน (ลินด์เซย์ et al., 2012) ดังนั้น เราเชื่อว่าว่า การเอา Cr(III) จาก tannery waster เป็นสิ่งสำคัญมากวิธีการทั่วไปสำหรับการกำจัดโลหะหนักจากน้ำเสียรวมลด สารกรอง ระเหย ฝนสารเคมี และการดูดซับบนคาร์บอน ในโปรแกรมประยุกต์วัสดุ nanoscale เก็บกัก magnetite (Fe3O4) ได้ดึงดูดผู้เชี่ยวชาญด้านสิ่งแวดล้อมในปีที่ผ่านมา (Hsing et al., 2007 และงานวิจัยที่สนใจเพิ่มขึ้นในด้านของการเร่งปฏิกิริยา Ozgunay et al., 2007) เก็บกัก magnetite มีไม่เพียงแต่ลดแรงดูดซับ แต่คุณสมบัติได้แยก และรวบรวม โดยสนามแม่เหล็กภายนอก (งเกิล et al., 1991 Ngomsik et al., 2005) มีการรายงานกิจกรรมที่ดีดูดซับเก็บกัก magnetite สำหรับประจุของโลหะหนักหลายในวรรณคดี (Hu et al., 2004 Al. Oliveira ร้อยเอ็ด 2003 Orbell และ al., 1997) เป็นที่รู้จัก ปัญหาร่วมรวมถือเป็นความท้าทายที่ต้องเผชิญกับ ตั้งแต่รวมร่วมลดพื้นที่ในประสิทธิภาพการเก็บกัก และลดกิจกรรมของปฏิกิริยาจึง เก็บกัก มักเราเพิ่งรายงานการพัฒนาของนวนิยายและวัสดุพอลิเมอ nanoscale มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการเอาออกอย่างรวดเร็ว และมีประสิทธิภาพของประจุของโลหะหนักจากอควีโซลูชั่น (Tolani et al., 2010) วัสดุชนิดหลังสร้างในรูปแบบของ nanofibers ที่ถูกปรับเปลี่ยนในเวลาต่อมา โดย cysteine กรดอะมิโนไม่จำเป็น ด้วยค่าคงผูกสูงมากสำหรับประจุโลหะหนักเป็นพิษบางอย่างเช่น As(III), Cd(II), Pb(II) และ Cu(II) เราแสดงการเอาประจุเหล่านี้โลหะจากโซลูชั่นสเอาท์ที่ใช้เหล่านี้ปรับเปลี่ยนพอลิเมอร์ nanofibers ในบทความนี้ เราขยายความเกี่ยวข้องของวัสดุนี้ไปเอาของ Cr(III) และ Cr(VI) จากน้ำเสีย tannery ที่แท้จริง อุตสาหกรรมฟอกหนังใช้แกนหลักของหนังอียิปต์มากที่ adopts โครเมียมอาบแดดกระบวนการของการประมวลผลความเร็ว ต้นทุนต่ำ และแสงสีของหนังและเสถียรภาพมากกว่าเกิดหนัง ทั่วไป ขั้นตอนการฟอกหนังโดยใช้สารประกอบโครเมียมเป็นหนึ่งในวิธีการประมวลผลของซ่อน (Sreeram และ Ramasami, 2003) ในกระบวนการนี้เกี่ยวกับ 60e70% ของโครเมียมทำปฏิกิริยากับซ่อนผลเกี่ยวกับ 30e40% ของโครเมียมจะอยู่ในของแข็งและของเหลว ในกรณีส่วนใหญ่ น้ำเสียของกระบวนการอาบแดดเป็นปกติออก โดยไม่มีการรักษาที่เหมาะสม เข้าสู่ระบบ sewerage ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างจริงจัง ดังนั้น ไม่จำเป็นต้องลดการสร้างสารเคมีอันตราย ในขณะที่เพิ่มประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสียที่สร้าง ดังนั้น การตรวจสอบวัสดุอื่น และเหมาะสมและเทคโนโลยีสำหรับการลบประจุของโลหะหนักจากน้ำเสียเป็นสิ่งสำคัญสูงสุด2. ทดลอง2.1. วัสดุและวิธีการ2.1.1 การสังเคราะห์ของ cysteine ปรับเปลี่ยนโพลี pyrrolepropylic กรด nanofibersมีเตรียมกรด Pyrrolepropylic (มาสตามโพรโทคอวรรณกรรม (Dong et al., 2006 Tolani et al. ปี 2009, 2010) ผลิตของ poly(PPA) nanofibers ได้สำเร็จโดยใช้วิธีทางเคมีไฟฟ้าต้นแบบโดยตรง โดยใช้ศักยภาพ þ0.9 V เทียบกับ Ag/AgCl ใช้อลูมินา anodic เมมเบรนเป็นอิเล็กโทรดทำงาน (มาร์ติน 1994 Tolani et al. ปี 2009, 2010) Covalently แล้วมี functionalized nanofibers PPA โพลี มี cysteine ผ่านห้องเอกสาร EDC/NHS coupling กระบวนการ (Tolani et al. ปี 2009, 2010) ปรับเปลี่ยน cysteine poly(PPA) Nanofibersจะอ้างถึงเป็นโพลี (มาส-nanofibers Cys ในเอกสารนี้ แผนงานที่ 1 สรุปการประดิษฐ์ nanofibers poly(PPA) Cys สแกนภาพ microscopy อิเล็กตรอน (SEM) ถูกบันทึกไว้ ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนการสแกน JEOL JSM 840A ที่ 7 kV เร่งอาจเกิดขึ้น2.2. เอา Cr(III) จากน้ำ tanneryTannery น้ำเสียได้รับจาก tannery พาณิชย์ในภูมิภาคภาคเอล Kadima Misr ในอียิปต์ โพลี (มาส eCys nanofibers ถูกเพิ่ม 10 มิลลิลิตรของตัวอย่างน้ำเสียถูกนำมาใช้เป็นขวดแก้ว Pyrex 50 ml ประกอบด้วย 0.01 g ของ nanofibers ขวดได้แล้ว stoppered กับหมวกแก้ว ควบคุม ด้วย nanofibers ไม่ถูกใช้เพื่อวัดความเข้มข้นเริ่มต้นของน้ำเสียที่ pH เริ่มต้น 3.2 ใส่ขวดในการไฟฟ้าเชคเกอร์ห้องปฏิบัติการ ที่อุณหภูมิห้องพร้อมทั้งควบคุมในช่วงเวลาต่าง ๆ, (5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60 นาที) หลังจากกวนแต่ละครั้งที่ nanofibers ถูกแยกออกจากโซลูชั่น โดย centrifugation ที่ 2000 รอบต่อนาทีใน 30 นาที ตัวอย่างถูกรวบรวมจากแต่ละขวด และกรอง แล้วย่อยอาหารถูกดำเนินการ เหลือความเข้มข้นของโครเมียมที่ถูกกำหนดโดยใช้วิธีมาตรฐานอาภา 2005 บนเครื่องทดสอบกรดด่างดูดกลืนโดยอะตอมที่ 220 แล้วแต่กำหนดสำหรับแต่ละชุดของวัดดูดซึมเทียบ เส้นโค้งถูกสร้างขึ้นประกอบด้วยช่องว่างและสาม หรือมาตรฐานเพิ่มเติมจากเมอร์ค เยอรมนี ความถูกต้องและความแม่นยำของโลหะวัดได้ยืนยันการใช้มาตรฐานอ้างอิงภายนอกจากเมอร์ค และมาตรฐานอ้างอิง 1643e วัสดุสำหรับติดตามองค์ประกอบในตัวอย่างน้ำและการควบคุมคุณภาพจากสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยี (NIST) ใช้ในการยืนยันอ่านสมาธิโลหะเครื่องมือ เครื่องมือตรวจสอบวงเงินสำหรับโครเมียมรวมได้ 0.02 มิลลิกรัม/L. ทำงานทั้งหมดที่ทำtriplicate และค่าเฉลี่ยที่คำนวณ ทั่วไป ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธ์ของทำงานได้ไม่น้อยกว่า 3%3. ผลลัพธ์ และสนทนาFig. 1 แสดงรูป SEM โดยทั่วไปของโพลี (มาส-Cys nanofibersเส้นผ่าศูนย์กลางเฉลี่ยโพลี-(มาส-Cys nanofibers มีประมาณ 200 nm ความยาวของ nanofibers ขึ้นอยู่กับจำนวนค่าธรรมเนียมที่ผ่าน SEM ภาพบ่งชี้ว่า มีกระจาย nanofibers พอ และรวมไม่ใช่ปัญหาใหญ่ ก่อนที่จะสัมผัสกับ nanofibers ตัวอย่างน้ำเสีย tannery ถูกทดสอบในหลายพารามิเตอร์เช่นความเข้มข้นของโครเมียม ต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD) ความ ต้องการออกซิเจนทางชีวภาพ, (BOD), หยุดชั่วคราวของแข็ง (SS), ฟอสเฟต และค่า pH ข้อมูลผลลัพธ์จะแสดงในตารางที่ 1 ปัจจัยต่าง ๆ ที่ทราบว่ามีผลต่อกระบวนการ ดูด/complexation ประจุโครเมียม (แผน 1d) ถูกตรวจสอบ ปัจจัยเหล่านี้ได้แก่ i) เวลา ii) ค่า pH และ iii) ความเข้มข้นของ nanofibers การกำจัดโครเมียมโดย nanofibers (มก. 1 nanofibers/mL ของน้ำเสีย) ถูกตรวจสอบที่ต่าง ๆ เวลาตั้งแต่ 5 ถึง 60 นาทีที่ค่า pH ของ 3.28 ผลการทดลองนี้สามารถสรุปได้ใน Fig. 2 ก็เห็นได้ชัดว่า กว่า 80% ของ Cr (III) ถูกเอาออกภายใน 10 นาทีกำจัด Cr(III) สูงสุดสำเร็จในประมาณ 45 นาทีเมื่อเกือบ 90% Cr(III) ถูกเอาออก จึงได้เลือก 45 นาทีเป็นเวลาเหมาะสมสำหรับ Cr(III) พารามิเตอร์ต่อไปจะ investigatedwas pH ของน้ำเสีย tannery จาก pH เริ่มต้นของ 3.2e9.0 โดยเพิ่ม 1 N NaOH PH ของตัวกลางเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดอัตราของปฏิกิริยาที่ผิว ผลของ pH ของประจุโลหะบนตัว adsorbent เป็นก่อน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เราแสดงให้เห็นถึงการใช้โพลีเมอร์ดัดแปลงกรดอะมิโนเส้นใยสำหรับรวดเร็วและมีประสิทธิภาพการกำจัดโครเมียม ( III ) จากจริงฟอกหนังน้ำเสียตัวอย่าง พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น pH , โหลดของเส้นใยและเวลาของแสงเหมาะสมที่จะบรรลุการกำจัดสูงสุด พารามิเตอร์ที่เหมาะสมพบเป็น 0.1 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร นาโนฟอกหนังน้ำเสียกับ pH 55 และเวลา 45 นาที เกือบ 99 % Cr ( III ) จะถูกลบออกในเงื่อนไขเหล่านี้เหมาะจึงแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของวัสดุของเรา ความจุสูงสุดที่เงื่อนไขที่เหมาะสมในการกำจัดเหล่านี้ซึ่งเป็นวัสดุโครเมียมประมาณ 1.75 กรัม / กรัมพอลิเมอร์ .นี้อาจเป็นเพราะความหลากหลายของปัจจัยรวมทั้งปริมาณชัดเจนผิวสูงอัตราส่วนแสดงโดยเส้นใยเหล่านี้ และยัง เนื่องจากความพร้อมของกลุ่มซิสเทอีนมากมายที่รู้จักมีสูง affinities ผูกพันกับไอออนโลหะหนัก เหล่านี้แสดงศักยภาพ nanoscale วัสดุพอลิเมอร์ต่อการกำจัดไอออนโลหะหนักจากน้ำเสีย


1 บทนำ
มลพิษสิ่งแวดล้อมจากน้ำทิ้งอุตสาหกรรมเป็นความกังวลหลักของพวกเขา พิษและคุกคามชีวิตของมนุษย์กับสิ่งแวดล้อม การไหลของโลหะหนักน้ำทิ้งในสภาพแวดล้อมได้ยกความกังวลมากเพราะอาจเกิดอันตรายของสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับรายการขององค์ประกอบที่เป็นพิษในห่วงโซ่อาหารมันเป็นที่รู้จักกันดีว่าจำนวนเงินขนาดเล็กของบางส่วนของไอออนเหล่านี้สามารถทำให้รุนแรงทางกายภาพหรือทางระบบประสาทเสียหาย แหล่งที่มาของไอออนโลหะหนักในน้ำที่มาจากอุตสาหกรรมฟอกหนัง , แบตเตอรี่อุตสาหกรรมเหล็กพื้นฐานต่าง ๆ , กระดาษและเยื่อกระดาษ , ชุบโลหะ , สารเคมี , ปิโตรเคมีและอุตสาหกรรมปุ๋ย .ความเข้มข้นของไอออนโลหะหนักในน้ำและดินอาจเพิ่มปริมาณของโลหะ โดยพืชเหล่านี้ และอาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ผ่านทางโซ่อาหาร

และ สารประกอบของโครเมียม ใช้กันอย่างแพร่หลาย ไม่เพียง แต่ในอุตสาหกรรมฟอกหนัง แต่ยังอยู่ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น โลหะ , ซีเมนต์ , สี , ถ่ายภาพโรงงานอุตสาหกรรม ฯลฯการผลิตขนาดใหญ่ปริมาณของไอออนโลหะหนักที่เป็นพิษที่สามารถทำให้รุนแรงปัญหาสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของประชาชน อุตสาหกรรมฟอกหนัง ซึ่งปกติใช้โครเมียม ( III ) สำหรับฟอกหนังกระบวนการเป็นสาเหตุหลักสำหรับการไหลเข้าสูงของโครเมียมในชีวมณฑล , บัญชีสำหรับ 40% ของอุตสาหกรรมที่ใช้ทั้งหมด ( บาร์นฮาร์ต , 1997 ) โครเมียมที่มีอยู่ในธรรมชาติ สองรูปแบบของโครเมียม ( III ) และโครเมียม ( VI )ปัจจัยเช่นการละลายผ่านผ่านเมมเบรนทางชีวภาพและปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลทางชีวภาพ
ตามมาเช่นโปรตีนและกรดนิวคลีอิกทำให้ Cr ( VI ) ได้
พิษมากกว่าโครเมียม ( III ) ( แดน และ เพน , 2001 ; Katz และ Salem , 1993 ) อย่างไรก็ตามมันได้ถูกแสดงว่าโครเมียม ( III ) สามารถออกซิไดซ์กับโครเมียม ( VI ) จากสารอินทรีย์และอนินทรีย์ในซ่อนโดยชนิดในตะกอนโรงฟอกหนัง ( Apte et al . , 2005 ) นอกจากนี้ งานวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการเติมคลอรีนน้ำ oxidizes Cr ( III ) โครเมียม ( VI ) ในเรื่องของการชั่วโมงหลังจากที่กระบวนการออกซิเดชันที่ราบในสมดุลสภาวะคงตัว ( Lindsay et al . , 2012 ) ดังนั้น เราเชื่อว่า
ว่า การกำจัดโครเมียม ( III ) จากโรงงานฟอกหนัง waster สำคัญมาก


วิธีปกติสำหรับการกำจัดโลหะหนักจากน้ำเสีย รวมถึงลดการแลกเปลี่ยนไอออน การระเหย การตกตะกอนทางเคมีและการดูดซับบนถ่านกัมมันต์ ในแง่ของการใช้งาน nanoscale วัสดุ ,( fe3o4 ) อนุภาคนาโนแม่เหล็กดึงดูดการเพิ่มงานวิจัยที่สนใจในด้านของการเร่งปฏิกิริยาและการฟื้นฟูสิ่งแวดล้อมในปีล่าสุด ( Hsing et al . , 2007 ; ozgunay et al . , 2007 ) อนุภาคนาโนแม่เหล็กมีแรงดูด / ลดกิจกรรมที่ไม่เพียง แต่คุณสมบัติที่สามารถแยกและเก็บรวบรวมโดยสนามแม่เหล็ก ( Booker et al . , 1991 ;ngomsik et al . , 2005 ) กิจกรรมดีของอนุภาคนาโนแม่เหล็กการดูดซับไอออนโลหะหนักจำนวนมากได้รายงานในวรรณคดี ( Hu et al . , 2004 ; Oliveira et al . , 2003 ; orbell et al . , 1997 ) ที่เป็นที่รู้จักกันดี มีปัญหาบ่อยๆ ถือเป็นการท้าทายที่อนุภาคนาโนจะต้องเผชิญหน้าเนื่องจากการลดประสิทธิภาพ จำกัด พื้นที่ผิวของอนุภาคนาโน และดังนั้นจึง ลดกิจกรรม ปฏิกิริยาของพวกเขา




เราเพิ่งรายงานการพัฒนาของนวนิยายและประสิทธิภาพสูงวัสดุพอลิเมอร์สำหรับ nanoscale รวดเร็วและมีประสิทธิภาพการกำจัดไอออนโลหะหนักจากสารละลาย ( tolani et al . , 2010 )วัสดุพอลิเมอร์ถูกประดิษฐ์ในรูปแบบของเส้นใยที่สามารถแก้ไขได้โดยซีสเตอีน เป็นกรดอะมิโนไม่จำเป็นกับค่าคงที่ของการจับสูงมากสำหรับสารพิษโลหะหนัก เช่น ไอออน ( III ) Cd ( II ) , Pb ( II ) และ Cu ( II ) เราพบ
การกำจัดไอออนโลหะเหล่านี้จากสารละลายโดยใช้เส้นใยพอลิเมอร์ที่แก้ไข . ในบทความนี้เราขยายการประยุกต์ใช้วัสดุนี้เพื่อการกำจัดโครเมียม ( III ) และโครเมียม ( VI ) จากน้ำเสียโรงงานฟอกหนังจริง อุตสาหกรรมฟอกหนังรูปแบบหลักของอุตสาหกรรมหนังอียิปต์มากซึ่ง adopts โครเมียมกระบวนการฟอกหนังเนื่องจากความเร็วการประมวลผล ค่าใช้จ่ายต่ำ และ แสง สี ของหนังและเสถียรภาพมากขึ้นส่งผล
หนัง โดยทั่วไปกระบวนการฟอกหนังโดยใช้สารประกอบโครเมียมเป็นหนึ่งในวิธีที่พบมากที่สุดสำหรับการประมวลผลของหนัง ( และ sreeram ramasami , 2003 ) ในขั้นตอนนี้เกี่ยวกับ 60e70 % โครเมียมทำปฏิกิริยากับหนังที่เป็นผลในเรื่อง 30e40 % ของโครเมียมอยู่ในของแข็งและของเหลว ในกรณีส่วนใหญ่ , น้ำทิ้งจากกระบวนการฟอกหนังเป็นปกติแล้ว โดยไม่มีการรักษาที่เหมาะสมเป็นระบบระบายน้ำที่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่ร้ายแรง ดังนั้นจึงต้องลดการผลิตของสารเคมีอันตราย ในขณะที่การเพิ่มประสิทธิภาพของการบำบัดน้ำเสียที่สร้าง ดังนั้น การศึกษาทางเลือก และใช้วัสดุและเทคโนโลยีในการกำจัดไอออนโลหะหนักจากน้ำ
ของเสียเป็นสิ่งสำคัญที่สุด

2 ทดลอง
2.1 .วัสดุและวิธีการ
2.1.1 . การสังเคราะห์กรดอะมิโนกรดกรดโพลี pyrrolepropylic นาโน
pyrrolepropylic ดัดแปลง ( PPA ) เตรียมตามวรรณคดี โพรโทคอล ( ดง et al . , 2006 ; tolani et al . , 2009 , 2010 ) การผลิตพอลิ ( PPA ) เส้นใยที่ประสบความสำเร็จโดยใช้แม่แบบเคมีไฟฟ้าวิธีกำกับโดยการประยุกต์ใช้þ 09 V อาจเกิดขึ้นเมื่อเทียบกับแบงก์ 0.46% การใช้เยื่อแผ่นอลูมินาเป็นขั้วไฟฟ้าทำงาน ( Martin , 1994 ; tolani et al . , 2009 , 2010 ) เส้นใยโพลิ PPA แล้ว covalently ที่มีกรดอะมิโน ผ่านทางข้อมูลกับ EDC / NHS ขั้นตอนการมีเพศสัมพันธ์ ( tolani et al . , 2009 , 2010 ) การดัดแปลงพอลิซิสเทอีน ( PPA ) เส้นใย
จะเรียกว่าพอลิ ( PPA ) - ภาวะเส้นใยในเอกสารนี้โครงการที่ 1 สรุปการผลิตของโพลี ( PPA ) - ภาวะนาโน . กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ( SEM ) ภาพที่ถูกบันทึกไว้กับจอล jsm-840a กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่ 7 กิโล เร่งศักยภาพ .


. . การกำจัดโครเมียม ( III ) จากโรงงานฟอกหนังฟอกหนังได้น้ำ
น้ำเสียจากโรงงานฟอกหนังในเชิงพาณิชย์ในภูมิภาคของ Misr เอลคาดิมาเขตในอียิปต์โพลี ( PPA ) ecys เส้นใยเพิ่ม 10 มล. ของน้ำตัวอย่างของเสียที่ใช้เป็นขวดแก้วบรรจุ 50 ml Pyrex 0.01 กรัมของเส้นใย . ขวดแล้ว stoppered กับหมวกแก้ว ควบคุมที่ไม่มีเส้นใยที่ใช้วัดความเข้มข้นเริ่มต้นของน้ำเสียที่ pH เริ่มต้น 3.2 . ขวดที่ถูกวางไว้บนเครื่องปั่นห้องปฏิบัติการไฟฟ้า
,ที่อุณหภูมิห้อง พร้อมกับควบคุมในช่วงเวลาต่าง ๆ , ( 5 , 10 , 15 , 20 , 30 , 40 , 50 , 60 นาที ) หลังจากที่ตื่นเต้นที่เวลาแต่ละเส้นใยแยกจากการแก้ปัญหาโดยการปั่นที่ 2000 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 30 นาที โดยเก็บตัวอย่างจากแต่ละขวดกรองแล้วการย่อยอาหารถูกหามออกมาปริมาณตกค้างของโครเมียม ใช้วิเคราะห์ apha 2005 วิธีการมาตรฐานในเครื่อง Atomic absorption spectrophotometer 220 .
สำหรับแต่ละชุดของการวัดการดูดกลืนรูปโค้งถูกสร้างขึ้นประกอบด้วยเปล่า และสามหรือ
มาตรฐานเพิ่มเติมจากเมอร์ค , เยอรมนี ความถูกต้องและความแม่นยำของการใช้โลหะวัดมาตรฐานอ้างอิงจากเมอร์คภายนอก ,1643e และวัสดุอ้างอิงมาตรฐานสำหรับแร่ธาตุในน้ำและตัวอย่างการควบคุมคุณภาพจากสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ ( NIST ) , ถูกใช้เพื่อยืนยันการใช้โลหะสมาธิในการอ่าน เครื่องตรวจจับสูงสุดโครเมียมทั้งหมดเป็น 0.02 มิลลิกรัมต่อลิตร ทั้งหมดวิ่งอย่างน้อยทำ
ทั้งสามใบ และค่าเฉลี่ย 4 ด้าน . โดยทั่วไปเบี่ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธ์ของวิ่งกว่า 3%


3 ผลและการอภิปราย
รูปที่ 1 แสดงภาพ SEM โดยทั่วไปของพอลิ ( PPA ) - ภาวะเส้นใย .
เส้นผ่าศูนย์กลางเฉลี่ยของพอลิ ( PPA ) - ภาวะเส้นใยประมาณ 200 นาโนเมตร ความยาวของเส้นใยขึ้นอยู่กับปริมาณของประจุผ่านจากภาพแสดงว่ามีการกระจายเส้นใยอย่างเพียงพอและเป็นปัญหาสำคัญ ก่อนที่จะสัมผัสกับเส้นใยตัวอย่างน้ำเสียจากโรงฟอกหนัง ถูกทดสอบหลายพารามิเตอร์ เช่น โครเมียม ปริมาณความต้องการออกซิเจนทางเคมี ( COD ) ความต้องการออกซิเจนทางชีวภาพ ( BOD ) , ของแข็งแขวนลอย ( SS ) , ฟอสเฟตและด่าง ทำให้เกิดข้อมูลได้แสดงไว้ในตารางที่ 1ปัจจัยต่างๆที่มีผลต่อการดูดซับโครเมียมไอออน / รู้จักการกระบวนการผลิต ( โครงการ 1D ) คือ ปัจจัยเหล่านี้รวมถึงผม ) เวลาที่ 2 ) และ 3 ) ค่า pH ความเข้มข้นของเส้นใย . การกำจัดโครเมียมโดยเส้นใย ( 1 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตรของน้ำนาโนเสีย โดยทำการศึกษาในช่วงเวลาต่าง ๆ ตั้งแต่ 5 ถึง 60 นาทีที่พีเอช 3.28 .ผลการทดลองสรุปได้ในรูปที่ 2 มันเห็นได้ชัดว่า กว่า 80% ของโครเมียม ( III ) ถูกลบภายใน 10 นาทีสูงสุด Cr ( III ) การกำจัดความ ประมาณ 45 นาที เมื่อเกือบ 90 % Cr ( III ) จะถูกลบออก 45 นาทีจึงเลือกเวลาที่เหมาะสมสำหรับโครเมียม ( III ) การกำจัด พารามิเตอร์ต่อไปที่จะ investigatedwas พีเอชของน้ำเสียจากโรงฟอกหนัง ค่าพีเอชเริ่มต้นของ 3.2e9 .0 โดยนอกเหนือจาก 1 N NaOH ความเป็นกรดของอาหารเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดอัตราของปฏิกิริยาที่ผิว ผลของ pH ต่อการดูดซับไอออนโลหะที่ดูดซับเป็นก่อน