Amélioration de l'efficacité d'adsorption du cristal violet et du chlorpyrifos sur l'hydrogel de pectine @ Fe3O4

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 10764 (2023) Citer cet article

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Le nanoadsornet magnétique mésoporeux à base d'hydrogel a été préparé en ajoutant les nanoparticules magnétiques Fe3O4 (MNP) préparées ex situ et l'argile bentonite dans le substrat d'hydrogel de pectine réticulé tridimensionnel (3D) pour l'adsorption du pesticide organophosphoré chlorpyrifos (CPF) et des cristaux. colorant organique violet (CV). Différentes méthodes analytiques ont été utilisées pour confirmer les caractéristiques structurelles. Sur la base des données obtenues, le potentiel zêta du nanoadsorbant dans de l'eau déminéralisée avec un pH de 7 était de - 34,1 mV et la surface spécifique mesurée était de 68,90 m2/g. La nouveauté du nanoadsorbant hydrogel préparé doit posséder un groupe fonctionnel réactif contenant un hétéroatome, une structure poreuse et réticulée qui facilite la diffusion pratique des molécules de contaminants et les interactions entre le nanoadsorbant et les contaminants, à savoir CPF et CV. Les principales forces motrices de l’adsorption par l’adsorbant Pectine hydrogel@Fe3O4-bentonite sont les interactions électrostatiques et les liaisons hydrogène, qui se traduisent par une grande capacité d’adsorption. Pour déterminer les conditions d'adsorption optimales, des facteurs efficaces sur la capacité d'adsorption du CV et du CPF, notamment le pH de la solution, le dosage de l'adsorbant, le temps de contact et la concentration initiale des polluants, ont été étudiés expérimentalement. Ainsi, dans des conditions optimales, c'est-à-dire temps de contact (20 et 15 min), pH 7 et 8, dosage d'adsorbant (0,005 g), concentration initiale (50 mg/L), T (298 K) pour CPF et CV respectivement, les capacités d'adsorption CPF et CV étaient de 833,333 mg/g et 909,091 mg/g. Le nanoadsorbant magnétique hydrogel@Fe3O4-bentonite de pectine préparé présentait une porosité élevée, une surface spécifique améliorée et de nombreux sites réactifs et a été préparé à l'aide de matériaux peu coûteux et disponibles. De plus, l'isotherme de Freundlich a décrit la procédure d'adsorption et le modèle de pseudo-second ordre a expliqué la cinétique d'adsorption. Le nouveau nanoadsorbant préparé a été isolé magnétiquement et réutilisé pour trois cycles successifs d'adsorption-désorption sans réduction spécifique de l'efficacité de l'adsorption. Par conséquent, le nanoadsorbant magnétique hydrogel@Fe3O4-bentonite de pectine est un système d’adsorption prometteur pour éliminer les pesticides organophosphorés et les colorants organiques en raison de sa capacité d’adsorption remarquable.

Parallèlement à l’augmentation rapide de la population mondiale, l’approvisionnement alimentaire constitue une question importante qui doit être examinée en profondeur. À cet égard, il semble inévitable de ne pas utiliser les ravageurs des plantes pour l’agriculture afin de fournir de la nourriture. Cependant, ce procédé libère des pesticides dans la nature et entraîne leur utilisation excessive1,2. Les pesticides organophosphorés sont classés parmi les pesticides synthétiques parmi divers types de pesticides, qui ont été employés dans l'agriculture industrielle et utilisés comme insecticides ainsi que comme agents neurotoxiques dans de nombreux pays en raison des restrictions généralisées sur l'utilisation des pesticides organochlorés depuis les années 1970. Près de 36 % du marché mondial total des pesticides sont constitués de pesticides organophosphorés3. Le chlorpyrifos (CPF) est un insecticide organophosphoré chloré à haute cristallinité, produit et utilisé dans le monde entier depuis 1965 sous diverses formes, à savoir liquide, gel, granulés, poudres mouillables, etc.4,5. Le désir du public d'utiliser le pesticide CPF est lié à deux raisons principales : l'une est son faible coût et l'autre est sa facilité d'accès6. La durabilité du CPF est attribuée à ses caractéristiques physico-chimiques et à ses caractéristiques structurelles. Le CPF est un matériau non polaire et peu soluble dans l'eau avec une répartition accrue des solvants aquatiques vers les solvants organiques. En raison de la suppression de l'enzyme acétylcholinestérase, comme pour d'autres formes organophosphorées, des effets toxiques CPF se produisent, qui pourraient provoquer divers effets neurocomportementaux7,8. Grâce à une nouvelle déclaration, les chercheurs ont examiné divers effets du CPF sur les cellules cibles.