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Functionalized nanospheres for efficient sequestration of cadmium ions

机译：功能化的纳米球可有效螯合镉离子

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This manuscript reports the synthesis, characterization and the subsequent application of thiosemicarbazide functionalized nanosilica spheres in Cd(II) ion sequestration. The spheres are developed by the sol-gel method, activated with an organosilane precursor and then conjugated with thiosemicarbazide using a one-step Mannich reaction. The successful grafting is confirmed using FTIR, TGA, SEM and EDX analyses. Cd(II) ion sequestration from aqueous solutions is studied exhaustively in competitive and noncompetitive environments in batch experiments using the radiotracer technique. The sorption process is fast and can reach equilibrium in 40 minutes with 98% Cd(II) ion sequestration at pH 7 following first-order kinetics (K = 0.0465 min(-1)). The sorption data follow the Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich (D-R) isotherms and its characteristic constants were computed to be as follows: N = 10 mmol g(-1) and b = (0.1) x 10(4) dm(3) mol(-1), 1 = 0.64 and of C-m = 0.04 mmol g(-1) and D-R constants, i.e. beta = -0.00064 kJ(2) mol(-2), X-m = 1.8 mmol g(-1) and E-s = 8.8 kJ mol(-1). The sorption of Cd(II) ions onto nanospheres is spontaneous (Delta G = -1050.00 J mol (-1) K-1) and endothermic in nature (Delta H = 2.45 J mol(-1) K-1). The Cd(II) ions sequestration is highly reduced in the presence of cyanide, EDTA, aluminum and nickel ions. The sorbent is regenerable and can be used several times.
机译：该手稿报道了硫代氨基脲官能化的纳米二氧化硅球的合成，表征及其在Cd（II）离子螯合中的后续应用。通过溶胶-凝胶法将球显影，用有机硅烷前体活化，然后使用一步曼尼希反应与硫代氨基脲共轭。使用FTIR，TGA，SEM和EDX分析确认成功接枝。使用放射性示踪剂技术在分批实验中的竞争性和非竞争性环境中彻底研究了从水溶液中分离Cd（II）离子的问题。吸附过程快速，可在40分钟内达到一级平衡动力学（K = 0.0465 min（-1）），并在pH 7下将98％的Cd（II）离子螯合达到平衡。吸附数据遵循Langmuir，Freundlich和Dubinin-Radushkevich（DR）等温线，其特征常数计算如下：N = 10 mmol g（-1）和b =（0.1）x 10（4）dm（3） ）mol（-1），1 / n = 0.64，Cm = 0.04 mmol g（-1）和DR常数，即beta = -0.00064 kJ（2）mol（-2），Xm = 1.8 mmol g（-1） ）和Es = 8.8 kJ mol（-1）。 Cd（II）离子在纳米球上的吸附是自发的（Delta G = -1050.00 J mol（-1）K-1），并且是自然吸热的（Delta H = 2.45 J mol（-1）K-1）。在氰化物，EDTA，铝和镍离子的存在下，Cd（II）离子的螯合作用大大降低。吸附剂是可再生的，可以使用多次。

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