Published February 16, 2016 | Version v1
Publication Open

Chelating capture and magnetic removal of non-magnetic heavy metal substances from soil

Creators

  • 1. China University of Geosciences
  • 2. Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture
  • 3. Chinese Academy of Agricultural Sciences

Description

Abstract A soil remediation method based on magnetic beneficiation is reported. A new magnetic solid chelator powder, FS@IDA (core-shell Fe 3 O 4 @SiO 2 nanoparticles coated with iminodiacetic acid chelators), was used as a reactive magnetic carrier to selectively capture non-magnetic heavy metals in soil by chelation and removal by magnetic separation. FS@IDA was prepared via inorganic-organic and organic synthesis reactions that generated chelating groups on the surface of magnetic, multi-core, core-shell Fe 3 O 4 @SiO 2 (FS) nanoparticles. These reactions used a silane coupling agent and sodium chloroacetate. The results show that FS@IDA could chelate the heavy metal component of Cd, Zn, Pb, Cu and Ni carbonates, lead sulfate and lead chloride in water-insoluble salt systems. The resulting FS@IDA-Cd and FS@IDA-Pb chelates could be magnetically separated, resulting in removal rates of approximately 84.9% and 72.2% for Cd and Pb, respectively. FS@IDA could not remove the residual heavy metals and those bound to organic matter in the soil. FS@IDA did not significantly alter the chemical composition of the soil, and it allowed for fast chelating capture, simple magnetic separation and facilitated heavy metal elution. FS@IDA could also be easily prepared and reprocessed.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص تم الإبلاغ عن طريقة لمعالجة التربة بناءً على الإثراء المغناطيسي. تم استخدام مسحوق خلابي صلب مغناطيسي جديد، FS@IDA (جسيمات نانوية من الحديد 3O 4 @SiO 2 مغلفة بمخالب حمض إيمينو داي أسيتيك)، كحامل مغناطيسي تفاعلي لالتقاط المعادن الثقيلة غير المغناطيسية بشكل انتقائي في التربة عن طريق الاستخلاب والإزالة عن طريق الفصل المغناطيسي. تم تحضير FS@IDA عبر تفاعلات تخليقية غير عضوية وعضوية ولدت مجموعات خلابية على سطح الجسيمات النانوية المغناطيسية متعددة النواة Fe 3 O 4 @SiO 2 (FS). استخدمت هذه التفاعلات عامل اقتران سيلان وكلورو أسيتات الصوديوم. تظهر النتائج أن FS@IDA يمكن أن تستخلب مكون المعادن الثقيلة من كربونات Cd و Zn و Pb و Cu و Ni وكبريتات الرصاص وكلوريد الرصاص في أنظمة الملح غير القابلة للذوبان في الماء. يمكن فصل خلابات FS@IDA - CD و FS@ IDA - Pb الناتجة مغناطيسيًا، مما يؤدي إلى معدلات إزالة تبلغ حوالي 84.9 ٪ و 72.2 ٪ لـ Cd و Pb، على التوالي. لم تتمكن FS@IDA من إزالة المعادن الثقيلة المتبقية وتلك المرتبطة بالمواد العضوية في التربة. لم تغير FS@IDA بشكل كبير التركيب الكيميائي للتربة، وسمحت بالتقاط خلابي سريع وفصل مغناطيسي بسيط وتسهيل إزالة المعادن الثقيلة. يمكن أيضًا إعداد FS@IDA وإعادة معالجته بسهولة.

Translated Description (French)

Résumé Une méthode d'assainissement des sols basée sur l'enrichissement magnétique est rapportée. Une nouvelle poudre de chélateur magnétique solide, FS@IDA (nanoparticules de Fe 3 O 4 @SiO 2 à noyau-enveloppe recouvertes de chélateurs d'acide iminodiacétique), a été utilisée comme support magnétique réactif pour capturer sélectivement les métaux lourds non magnétiques dans le sol par chélation et élimination par séparation magnétique. FS@IDA a été préparé par des réactions de synthèse inorganiques-organiques et organiques qui ont généré des groupes chélatants à la surface des nanoparticules magnétiques, multicoeurs, cœur-coquille Fe 3 O 4 @SiO 2 (FS). Ces réactions ont utilisé un agent de couplage silane et du chloroacétate de sodium. Les résultats montrent que FS@IDA pourrait chélater le composant de métal lourd des carbonates de Cd, Zn, Pb, Cu et Ni, du sulfate de plomb et du chlorure de plomb dans les systèmes salins insolubles dans l'eau. Les chélates FS@ IDA-Cdet FS@ IDA-Pb résultants pourraient être séparés magnétiquement, ce qui entraînerait des taux d'élimination d'environ 84,9 % et 72,2 % pour le Cd et le Pb, respectivement. FS@IDA n'a pas pu éliminer les métaux lourds résiduels et ceux liés à la matière organique dans le sol. FS@IDA n'a pas modifié de manière significative la composition chimique du sol et a permis une capture chélatante rapide, une séparation magnétique simple et une élution facilitée des métaux lourds. FS@IDA pourrait également être facilement préparé et retraité.

Translated Description (Spanish)

Resumen Se informa un método de remediación del suelo basado en el beneficio magnético. Se utilizó un nuevo polvo quelante sólido magnético, FS@ida (nanopartículas de núcleo-corteza Fe 3 O 4 @SiO 2 recubiertas con quelantes de ácido iminodiacético), como portador magnético reactivo para capturar selectivamente metales pesados no magnéticos en el suelo mediante quelación y eliminación por separación magnética. FS@ida se preparó a través de reacciones de síntesis inorgánica-orgánica y orgánica que generaron grupos quelantes en la superficie de nanopartículas magnéticas de núcleo-corteza de Fe 3 O 4 @SiO 2 (FS). Estas reacciones utilizaron un agente de acoplamiento de silano y cloroacetato de sodio. Los resultados muestran que FS@ida podría quelar el componente de metales pesados de carbonatos de Cd, Zn, Pb, Cu y Ni, sulfato de plomo y cloruro de plomo en sistemas de sales insolubles en agua. Los quelatos FS@IDA-Cd y FS@ IDA-Pbresultantes podrían separarse magnéticamente, lo que resulta en tasas de eliminación de aproximadamente 84.9% y 72.2% para Cd y Pb, respectivamente. FS@ida no pudo eliminar los metales pesados residuales y los unidos a la materia orgánica en el suelo. FS@ida no alteró significativamente la composición química del suelo, y permitió una rápida captura quelante, una simple separación magnética y facilitó la elución de metales pesados. FS@ida también podría prepararse y reprocesarse fácilmente.

Files

srep21027.pdf.pdf

Files (1.5 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5a8ac9d05677d17259b61f95e91b8e02
1.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الالتقاط الخلابي والإزالة المغناطيسية للمواد المعدنية الثقيلة غير المغناطيسية من التربة
Translated title (French)
Chélation de la capture et de l'élimination magnétique des substances de métaux lourds non magnétiques du sol
Translated title (Spanish)
Captura quelante y eliminación magnética de sustancias metálicas pesadas no magnéticas del suelo

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2410203394
DOI
10.1038/srep21027

Is supplement to
https://openalex.org/W4249971156 (Other)
https://openalex.org/W2786251252 (Other)
https://openalex.org/W2412828964 (Other)
https://openalex.org/W2375015839 (Other)
https://openalex.org/W2374663971 (Other)
https://openalex.org/W2363307285 (Other)
https://openalex.org/W2357852732 (Other)
https://openalex.org/W2322072317 (Other)
https://openalex.org/W2319999679 (Other)
https://openalex.org/W2071186910 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1974285157
  • https://openalex.org/W1983549249
  • https://openalex.org/W1988777439
  • https://openalex.org/W1999185871
  • https://openalex.org/W2011576100
  • https://openalex.org/W2019873054
  • https://openalex.org/W2024362051
  • https://openalex.org/W2030623715
  • https://openalex.org/W2043652511
  • https://openalex.org/W2047341978
  • https://openalex.org/W2049701918
  • https://openalex.org/W2052299381
  • https://openalex.org/W2052393515
  • https://openalex.org/W2070788423
  • https://openalex.org/W2072889733
  • https://openalex.org/W2081640490
  • https://openalex.org/W2084365959
  • https://openalex.org/W2088418257
  • https://openalex.org/W2088946908
  • https://openalex.org/W2102517160
  • https://openalex.org/W2107304486
  • https://openalex.org/W2114170122
  • https://openalex.org/W2117010704
  • https://openalex.org/W2165044251
  • https://openalex.org/W2313585088
  • https://openalex.org/W2331576379