Síntesis verde de nanopartículas que recogen contaminación tóxica
- Nanotecnología
- abril 27, 2022
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Dióxido de silicio o ácido silícico (SiO2) Las nanopartículas (NP) se han explorado y explotado ampliamente como una fuente respetuosa con el medio ambiente para la eliminación de sustancias tóxicas. En la revista se discutieron métodos sostenibles para sintetizar NP de sílice optimizados para su uso como nuevos nanoabsorbentes para eliminar contaminantes del agua. investigación ambiental.
Aprender: Una mirada a la síntesis verde de SiO2 Nanoestructuras como nuevo adsorbente para eliminar contaminantes tóxicos del agua. Fuente de la imagen: kosmos111/Shutterstock.com
Amenazas de contaminación del agua
Los efluentes de la industria, las actividades agrícolas y las aguas residuales que contienen diversos contaminantes naturales e inorgánicos peligrosos son las principales fuentes de contaminación del agua, que es un problema importante en los tiempos modernos. Los metales pesados, los herbicidas, las drogas y los tintes son solo algunos de los contaminantes que se encuentran en los cuerpos de agua. La acumulación de estos contaminantes en el agua potable más allá de cierto umbral es peligrosa y plantea riesgos para la salud de los seres humanos.
Técnicas de purificación de agua
Hasta la fecha, se han utilizado varias estrategias para eliminar dichos contaminantes peligrosos del agua. La desnitrificación biológica, la reducción catalizada, la biosorción por intercambio iónico, la fotodegradación, la ósmosis inversa, la precipitación química y el tratamiento electroquímico son solo algunos ejemplos.
La adsorción es el método más adecuado para eliminar varios tipos de toxinas biodegradables del agua contaminada debido a su bajo costo operativo, proceso simple, máxima eficiencia de eliminación, modularidad y no reactividad a los contaminantes del agua.
Importancia industrial de las nanopartículas de sílice
SiO2 Las nanopartículas tienen una amplia gama de aplicaciones que incluyen productos farmacéuticos, agricultura, industria alimentaria, administración de medicamentos, productos para el cuidado de la piel, sistemas de tratamiento de agua y dispositivos optoelectrónicos. Debido a sus bajos efectos neurotóxicos, citocompatibilidad, permeabilidad y morfología, facilidad de funcionalización de la superficie y propiedades bioquímicas, optoelectrónicas y de tracción altamente ajustables, SiO2 Las NP se han utilizado en una variedad de sectores y aplicaciones.
Síntesis de SiO2 nanopartículas
La mayoría de SiO2 Las NP se sintetizan químicamente utilizando ortosilicato de tetraetilo (TEOS) y ortosilicato de tetrametilo (TMOS) (TMOS). Aunque esta técnica produce SiO de alta calidad2 nanopartículas, no es rentable ni ecológicamente viable debido al aumento del costo y la citotoxicidad de las sustancias TEOS y TMOS.
Es deseable generar SiO2 NP que utilizan sustratos orgánicos que son asequibles y no tóxicos, y técnicas que tienen costos de síntesis mínimos y también son seguras para los humanos. (Pirólisis) descomposición térmica, sol-gel y técnicas de deposición se utilizan de forma rutinaria para extraer SiO2 NP de biomasa.
Cáscara de arroz como fuente de SiO2 nanopartículas
La cáscara de arroz es el material biológico más utilizado para SiO2 Producción ya que consiste en 15% SiO2 y cuando se quema, la ceniza de la cáscara de arroz retiene más del 90% de SiO2 en precipitación. Las cáscaras de arroz son un residuo de la molienda del arroz y representan alrededor del 20% del peso del arroz.
El proceso más común implica la lixiviación ácida de las cáscaras de arroz con ácido clorhídrico. La solución de silicato de sodio se obtiene luego por reflujo con NaOH (SSS). La producción de SiO2 Luego se logra la nanopartícula a través del proceso de titulación.
Puede SiO2 ¿Hacer nanopartículas a partir de la caña de azúcar?
Además de utilizarse como ingrediente clave en la producción de azúcar, la caña de azúcar también se ha utilizado como fuente sostenible de etanol. Varias toneladas de bagazo de caña de azúcar son biorresiduos después de su producción. La ceniza de bagazo de caña de azúcar es rica en SiO2 Composición que contiene aproximadamente 50-60% SiO2.
Mazorcas de maíz y SiO2 producción
El maíz es la fuente de alimento más consumida del planeta. El polvo de mazorca de maíz se usa para hacer una variedad de compuestos químicos. Es una buena fuente de SiO.2 ya que la ceniza de mazorca de maíz contiene alrededor del 60% de SiO2. SiO2 Los NP se crean calcinando ceniza de mazorca de maíz durante 2 horas a 550, 650 y 750 OC para eliminar los compuestos volátiles presentes en la solución.
Eliminación de iones de metales pesados por SiO2 notario público
SiO2 Las NP tienen una alta capacidad de adsorción, por lo que pueden ser útiles en la purificación del agua contra iones de metales pesados como el cromo (Cr), el cadmio (Cd), etc. SiO2 Las NP derivadas de la cáscara de arroz se han estudiado ampliamente para su aplicación en la eliminación de alta adsorción de metales pesados peligrosos de soluciones acuosas.
SiO2 NP para eliminar colorantes tóxicos
Otra clase destacada de contaminantes del agua son los tintes comerciales, que presentan muchos riesgos para la salud de los seres humanos. La adsorción es un método simple y económico para eliminar tintes de soluciones acuosas. SWASNP (SiO2 Se utilizan nanopartículas de cenizas de residuos de caña de azúcar para eliminar el colorante Acid Orange 8 (AO8). AO8 es un tipo de colorante azo comúnmente utilizado en las fábricas textiles.
Perspectiva de futuro
Los métodos de síntesis sostenibles de SiO se enfrentan a varios retos2 NP, como la cristalización a alta temperatura de la biomasa y la reutilización. Se necesitan más investigaciones en esta área para reducir las estrategias de extracción a alta temperatura a técnicas de separación a temperatura ambiente/baja.
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referencia
Sharma, P., Prakash, J. & Kaushal, R. 2022. Una visión de la síntesis verde de SiO2 Nanoestructuras como adsorbente novedoso para eliminar contaminantes tóxicos del agua. investigación ambiental. 113328. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935122006557?via%3Dihub
