Mercury Removal Using Sulfur-Decorated Chitosan Polymer Nanocomposites: Adsorption Performance and Mechanisms
Notice bibliographique
Résumé
In this work, pCh-MWCNTs@Ag-TiO2/S and pCh-MWCNTs@Ag-TiO2 nanocomposites were synthesized through a combined phosphorylation and cross-linked polymerization method. The materials were thoroughly characterized using several analytical techniques, including SEM/EDS, FTIR, TGA, and BET analysis. SEM images revealed that the pCh-MWCNTs@Ag-TiO2/S nanocomposite displayed a smooth, flake-like morphology with spherical, dark greenish particles. EDS analysis confirmed the presence of Si, S, P, and Ag as prominent elements, with Ti, C, and O showing the most intense peaks. The TGA curves indicated significant weight loss between 250–610 °C for pCh-MWCNTs@Ag-TiO2 and 210–630 °C for pCh-MWCNTs@Ag-TiO2/S, corresponding to the decomposition of organic components. FTIR spectra validated the existence of functional groups such as hydroxyl (-OH), carboxyl (-COOH), and carbonyl (-C=O) on the surface of the nanocomposites. Following characterization, the materials were evaluated for their capacity to adsorb Hg2+ at parts-per-billion (ppb) concentrations in contaminated water. Batch adsorption experiments identified optimal conditions for mercury removal. For pCh-MWCNTs@Ag-TiO2, the best performance was observed at pH 4, with an adsorbent dose of 4.0 mg, initial mercury concentration of 16 ppb, and a contact time of 90 min. For pCh-MWCNTs@Ag-TiO2/S, optimal conditions were at pH 6, a dosage of 3.5 mg, the same initial concentration, and a contact time of 100 min. Each parameter was optimized to determine the most effective conditions for Hg2+ removal. The nanocomposites showed high efficiency, achieving more than 95% mercury removal under these conditions. Kinetic studies indicated that the adsorption process followed a pseudo-second-order model, while the equilibrium data aligned best with the Langmuir isotherm, suggesting monolayer adsorption behavior. Overall, this research highlights the effectiveness of sulfur-modified chitosan-based nanocomposites as eco-friendly and efficient adsorbents for the removal of mercury from aqueous systems, offering a promising solution for water purification and environmental protection.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,001 |
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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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 tête enseignante, pas un consensus.
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