Entfernung von Schwermetallionen durch Poly(vinylalkohol) und Carboxymethylcellulose-Komposit-Hydrogels, die durch ein Freeze-Thaw-Verfahren hergestellt wurden

Umweltfreundliche Komposite aus Poly(vinylalkohol) und Carboxymethylcellulose (PVA/CMC) Hydrogelen wurden vorgeschlagen. Die PVA/CMC Hydrogels wurden durch Freeze-Thaw-Prozesse hergestellt und zur Adsorption von Schwermetallionen, einschließlich Ag+, Ni2+, Cu2+ und Zn2+, angewendet. Die Phasentrennung der Polymerlösungen während der Gefrierphasen führte zur Bildung von Kristalliten und resultierte in unlöslichen Hydrogelen. Die PVA/CMC Hydrogels wurden effektiv gewonnen, was durch mindestens 71 % unlösliche Gele, die in der Gel-Fraktion gefunden wurden, bestätigt wurde. Darüber hinaus wurden die Gel-Fraktion, physikalischen Eigenschaften und Quellverhältnisse deutlich durch die Zusammensetzungen von PVA und CMC unter den Proben von reinem PVA, P2C1 (enthält zwei Drittel PVA und ein Drittel CMC), P1C1 und P1C2 Hydrogelen moduliert. Für reine PVA Hydrogels betrug das Quellverhältnis 416 %, während die P1C2 Hydrogels ein viel höheres Quellverhältnis (1437 %) aufwiesen. Für die Metalladsorption zeigten die experimentellen Ergebnisse, dass die P2C1 Hydrogels nicht nur die höchste Adsorptionskapazität gegenüber Ag+ (8,4 mg pro Gramm Hydrogel) aufwiesen, sondern auch die höchste Selektivität gegenüber Ag+ in den Mischlösungen. Interessanterweise zeigten die experimentellen Ergebnisse eindeutig, dass die adsorbierten Metallionen auf den P2C1 Hydrogels weiter reduziert wurden. Zusammenfassend wurde ein unlösliches Hydrogel aus PVA/CMC mit hervorragender Kapazität zur Adsorption von Metallionen in wirtschaftlicher und energiesparender Weise hergestellt. Die hergestellten Hydrogels zeigten potenzielle Anwendungen zur Entfernung von Schwermetallionen und zur Abwasserbehandlung.