窒素含有配位子を固定化した再利用可能な磁性ナノ粒子を用いた重金属イオンの分級・回収法の開発

Reusable Magnetic Nanoparticle Immobilized Nitrogen-Containing Ligand for Classified and Easy Recovery of Heavy Metal Ions.

• Jingyun Jing
• Congling Shi

抄録

排水中の重金属イオンの分級回収を容易にするために、機能化トリス[2-(ジメチルアミノ)エチル]アミン(MeTREN)を配位子とするサイズ150nmのFeO@MeTRENナノ粒子(NP)を調製した。本研究では、シラン配位子を順次交換し、その後の硬化反応とシッフ塩基反応を行うことで、重金属イオンを回収することが可能であることを明らかにした。その結果、重金属のナノ吸着剤としてのFeO@MeTREN NPは、Cr(III)(61.4 mg/g), Cu(II)(245.0 mg/g), Pb(II)(5.3 mg/g), Cd(II)(1136.2 mg/g)の最大吸着量に有意な差を示し、廃水からの重金属の分級除去に有利であることがわかった。さらに、FeO@メトレンNPは、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩(EDTA-Na)水溶液で溶出したNP表面の金属イオンを脱離させることで再生することが可能であり、重金属除去のための新しいナノベクターとして有望であることがわかった。

Functionalized Tris[2-(dimethylamino) ethyl] amine (MeTREN) ligands tethered-FeO@MeTREN nanoparticles (NPs) with a size of 150 nm were prepared to achieve classified and easy recovery of heavy metal ions in wastewater. The preparation of such NPs related to sequential silane ligand exchange and a following cure and Schiff base reactions for FeO NPs. FeO@MeTREN NPs as an effective nano-adsorbent of heavy metals exhibited significant differences in maximum adsorption capacity for Cr(III) (61.4 mg/g), Cu(II) (245.0 mg/g), Pb(II) (5.3 mg/g), and Cd(II) (1136.2 mg/g), in favor of classified removal of heavy metals from wastewater. Furthermore, FeO@MeTREN NPs can be regenerated by desorbing metal ions from NP surfaces eluted with ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt (EDTA-Na) aqueous, which endows such NPs promising potency as new nano-vectors for the removal of heavy metals.