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Erschienen in: Journal of Sol-Gel Science and Technology 3/2016

01.06.2016 | Original Paper: Sol-gel and hybrid materials with surface modification for applications

One-step synthesis of periodic ion imprinted mesoporous silica particles for highly specific removal of Cd2+ from mine wastewater

verfasst von: Weiming Li, Rong He, Lei Tan, Shiying Xu, Chengcheng Kang, Chaohai Wei, Youwen Tang

Erschienen in: Journal of Sol-Gel Science and Technology | Ausgabe 3/2016

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Abstract

Combining the advantages of MCM-41 mesoporous materials and molecularly imprinted polymers, we designed and synthesized periodic Cd2+ imprinted mesoporous silica (Cd-IMS) through a one-step hydrothermal process. Bifunctional ligand monomers [3-(γ-aminoethylamino)-propyltrimethoxysilane] and template ions (Cd2+) were immobilized in the hexagonal channel walls of MCM-41, prior to polymerization. The resultant Cd-IMS revealed a highly ordered hexagonal structure, nano-sized pore diameters and wall thicknesses, and a large surface area. In addition, this material revealed good binding properties, including a large adsorption capacity (saturation adsorption capacity of 40 mg/g), highly specific recognition ability (maximum imprinting factor of 3.0), and rapid adsorption kinetics (equilibration within 5 min). Selectivity coefficients [KCd-IMS (Cd2+)/KCd-IMS (Cu2+ or Pb2+)] of the Cd-IMS material demonstrated values of up to 2.29 and 3.08, respectively. Following six cycles of Cd2+ adsorption, the recovery of Cd-IMS remained stable at around 89.3 %, proving its recycling potential. Furthermore, Cd-IMS was successfully applied to selectively separate and remove Cd2+ from mineral wastewater samples, with high Cd2+ recovery rates. This suggests that the routine recovery of Cd2+ from wastewater may be realized in an economically viable manner.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Unuabonah EI, Olu-Owolabi BI, Taubert A (2013) Ind Eng Chem Res 52(2):578–585CrossRef Unuabonah EI, Olu-Owolabi BI, Taubert A (2013) Ind Eng Chem Res 52(2):578–585CrossRef
2.
3.
4.
Zurück zum Zitat Watson J (1999) Separation methods for waste and environmental applications. CRC Press, Boca Raton Watson J (1999) Separation methods for waste and environmental applications. CRC Press, Boca Raton
5.
Zurück zum Zitat López Marzo AM, Pons J, Blake DA (2013) Anal Chemistry 85(7):3532–3538CrossRef López Marzo AM, Pons J, Blake DA (2013) Anal Chemistry 85(7):3532–3538CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Lam KF, Yeung KL, Mckay G (2007) Environ Sci Technol 41(9):3329–3334CrossRef Lam KF, Yeung KL, Mckay G (2007) Environ Sci Technol 41(9):3329–3334CrossRef
7.
Zurück zum Zitat WHO (2008) Guidelines for drinking water quality: recommendations, vol. 1, 3rd edn. World Health Organisation, Geneva WHO (2008) Guidelines for drinking water quality: recommendations, vol. 1, 3rd edn. World Health Organisation, Geneva
10.
11.
Zurück zum Zitat Feng Z, Zhu S, Martins de Godoi DR (2012) Anal Chem 84(8):3764–3770CrossRef Feng Z, Zhu S, Martins de Godoi DR (2012) Anal Chem 84(8):3764–3770CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Florea AM, Sarbu A, Donescu D (2015) J Sol-Gel Sci Technol 76(3):529–541CrossRef Florea AM, Sarbu A, Donescu D (2015) J Sol-Gel Sci Technol 76(3):529–541CrossRef
16.
17.
18.
19.
Zurück zum Zitat MunáJung B, SooáKim M, JináKim W (2010) Chem Commun 46(21):3699–3701CrossRef MunáJung B, SooáKim M, JináKim W (2010) Chem Commun 46(21):3699–3701CrossRef
20.
21.
23.
Zurück zum Zitat Halhalli MR, Schillinger E, Aureliano CSA (2012) Chem Mater 24(15):2909–2919CrossRef Halhalli MR, Schillinger E, Aureliano CSA (2012) Chem Mater 24(15):2909–2919CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Kumar P, Guliants VV (2010) Microporous Mesoporous Mater 132(1):1–14CrossRef Kumar P, Guliants VV (2010) Microporous Mesoporous Mater 132(1):1–14CrossRef
25.
26.
Zurück zum Zitat Oshima S, Perera JM, Northcott KA, Kokusen H, Stevens GW, Komatsu Y (2006) Sep Sci Technol 41(8):1635–1643CrossRef Oshima S, Perera JM, Northcott KA, Kokusen H, Stevens GW, Komatsu Y (2006) Sep Sci Technol 41(8):1635–1643CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Vallet-Regi M, Ramila A, Del Real RP (2001) Chem Mater 13(2):308–311CrossRef Vallet-Regi M, Ramila A, Del Real RP (2001) Chem Mater 13(2):308–311CrossRef
28.
Zurück zum Zitat Takahashi S, Ikkai Y, Sakamoto K (2009) J Colloid Interface Sci 335(1):70–76CrossRef Takahashi S, Ikkai Y, Sakamoto K (2009) J Colloid Interface Sci 335(1):70–76CrossRef
29.
Zurück zum Zitat Nakagawa K, Matsuyama H, Maki T (2005) Sep Purif Technol 44(2):145–151CrossRef Nakagawa K, Matsuyama H, Maki T (2005) Sep Purif Technol 44(2):145–151CrossRef
30.
Zurück zum Zitat Balaji T, Sasidharan M, Matsunaga H (2006) Anal Bioanal Chem 384(2):488–494CrossRef Balaji T, Sasidharan M, Matsunaga H (2006) Anal Bioanal Chem 384(2):488–494CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Mehdinia A, Ahmadifar M, Aziz-Zanjani MO (2012) Analyst 137(18):4368–4374CrossRef Mehdinia A, Ahmadifar M, Aziz-Zanjani MO (2012) Analyst 137(18):4368–4374CrossRef
32.
33.
Zurück zum Zitat Dai S, Burleigh MC, Shin Y (1999) Angew Chem Int Ed 38(9):1235–1239CrossRef Dai S, Burleigh MC, Shin Y (1999) Angew Chem Int Ed 38(9):1235–1239CrossRef
35.
36.
37.
Zurück zum Zitat Tsiourvas D, Tsetsekou A, Papavasiliou A (2013) Microporous Mesoporous Mater 175:59–66CrossRef Tsiourvas D, Tsetsekou A, Papavasiliou A (2013) Microporous Mesoporous Mater 175:59–66CrossRef
38.
Zurück zum Zitat Beck JS, Vartuli JC, Roth WJ (1992) J Am Chem Soc 114(27):10834–10843CrossRef Beck JS, Vartuli JC, Roth WJ (1992) J Am Chem Soc 114(27):10834–10843CrossRef
40.
Zurück zum Zitat Umpleby RJ, Baxter SC, Rampey AM (2004) J Chromatogr B 804(1):141–149CrossRef Umpleby RJ, Baxter SC, Rampey AM (2004) J Chromatogr B 804(1):141–149CrossRef
41.
42.
Metadaten
Titel
One-step synthesis of periodic ion imprinted mesoporous silica particles for highly specific removal of Cd2+ from mine wastewater
verfasst von
Weiming Li
Rong He
Lei Tan
Shiying Xu
Chengcheng Kang
Chaohai Wei
Youwen Tang
Publikationsdatum
01.06.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Sol-Gel Science and Technology / Ausgabe 3/2016
Print ISSN: 0928-0707
Elektronische ISSN: 1573-4846
DOI
https://doi.org/10.1007/s10971-016-3987-2

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