Resumen de CTAB-mediated lithium disilicate branched structures as superb adsorbents to remove Mn2+ in water
Hui Zhang, Bo Sun, Ying Qian, Tao Yang, Wenge Chen
- español
La eliminación de los iones Mn2+ de metales pesados en el agua es de gran importancia para la salud humana, y se necesita urgentemente para desarrollar materiales de adsorción eficientes. Aquí, una estrategia verde y eficaz para preparar disilicatos de litio mesoporosos micro/nanoestructurados (LD) mediante el empleo del tensioactivo catiónico bromuro de hexadeciltrimetilamonio (CTAB), como agente de control de morfología en el entorno hidrotérmico, e investigó su comportamiento de adsorción hacia los iones Mn2+. Los LD poseían estructuras ramificadas que consistían en varillas piramidales dispersas mejor cortadas con nanopartículas secundarias nucleadas y agregadas. Debido a las estructuras mesoporosas y a las superficies cargadas negativamente, los LD exhibieron una alta capacidad de adsorción de hasta 346,84 mg g-1 con la eficiencia de eliminación correspondiente de hasta el 99,82% cuando la concentración inicial de Mn2+ era de 82 mg L-1, y su capacidad máxima de adsorción alcanzó hasta 785,25 mg g-1 hacia Mn2+ de 250 mg L-1. Los resultados indicaron que el comportamiento de adsorción isotérmica de los LD fue bien descrito por el modelo de Langmuir de capa única y la adsorción cinética se ajustó bien con el modelo de seudo-segundo orden, lo que implica el excelente adsorbente químico para eliminar Mn2+ de las aguas residuales. Creemos que este enfoque modificado por el CTAB podría ampliarse para preparar otros silicatos de litio con estructuras mesoporosas, haciéndolos más amplios en aplicaciones de protección ambiental.
- English
Removal of heavy metal Mn2+ ions in water is of great importance for human health and it is urgently needed to develop efficient adsorption materials. Here, a green and effective strategy to prepare mesoporous micro/nanostructured lithium disilicates (LDs) by employing the cation surfactant hexadecyltrimethyl-ammonium bromide (CTAB) as morphology control agent in hydrothermal environment, and investigated its adsorption behavior toward Mn2+ ions. The LDs possessed branched structures that were consisted of scattering pyramidal rods bestrewn with secondary nucleated and aggregated nanoparticles. Due to the mesoporous structures and negatively charged surfaces, LDs exhibited a high adsorption capacity up to 346.84mgg−1 with corresponding removal efficiency up to 99.82% when initial Mn2+ concentration was 82mgL−1, and their maximum adsorption capacity reached up to 785.25mgg−1 toward Mn2+ of 250mgL−1. Results indicated that the isotherm adsorption behavior of LDs was well described by mono-layer Langmuir model and kinetic adsorption fitted well with pseudo-second-order model, implying them the excellent chemical adsorbent to remove Mn2+ from wastewater. We believe this CTAB-modified approach could be extended to prepare other lithium silicates with mesoporous structures, rendering them wider applications in environmental protection.
