Probing molecular interactions between humic acid and surface-grafted polyacrylamide using quartz crystal microbalance with dissipation and atomic force microscopy: implications for environmental remediation
Notice bibliographique
Résumé
Environmental context Polyacrylamide and its derivatives may enter the natural environment as a consequence of their wide use in various industrial applications. This study demonstrates the application of a quartz crystal microbalance and atomic force microscopy to study the molecular interactions between polyacrylamides and humic acids under various solution chemistries. The knowledge obtained can be used to understand and predict the environmental behaviour of polyacrylamides. Abstract A fundamental understanding of the environmental behaviour of polyacrylamide (PAM) is of importance for guiding environmental remediation. We create a framework for understanding the molecular interactions between PAM and a major constituent present in all natural waters and soil, humic acid (HA), using a quartz crystal microbalance with dissipation (QCM-D) and an atomic force microscope (AFM). A thin film of PAM was grafted on a silica surface silanised with 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate and the resulting surface was characterised by X-ray photoelectron spectroscopy for the chemical bonds and composition, secondary ion mass spectrometry for the composition and molecular weight, water contact angle measurements for the hydrophilicity, AFM for the morphology, and ellipsometry for the thickness. Surface-grafted PAM was used to study its interactions with HA in aqueous solutions at different pH (2, 7, and 10) and NaCl salt concentrations (1, 10, and 100 mM, within the range of salt concentrations of fresh water) using QCM-D. QCM-D measurements showed that compared with bare silica, the adsorption of HA by PAM-coated silica was greatly reduced at all pHs and salt concentrations, and the adsorption of HA on PAM-coated silica depended on the solution chemistry including solution pH and salt concentration. Hydrogen bonding between PAM and HA is the major driving force for HA to adsorb on PAM. AFM force measurements showed that adhesion between PAM and HA was observed only at acidic conditions. The knowledge obtained from this study will benefit the prediction of the environmental behaviour of PAMs under different conditions in natural/engineered environments and provide guidance for the design of remediation technologies for water and soil.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».