Zeitschrift für Nanomaterialien und molekulare Nanotechnologie

Synthese und Evaluierung von 2-Acrylamido-2-methyl-1-propansulfonsäure auf Basis von Kern-Schale-Nanogelen zur Vorkonzentration von Fe(III)-Ionen aus wässrigen Lösungen und deren Bestimmung in realen Wasserproben

Magda A. Akl, Ali A. Sarhan und Kameel S. Razak

Synthese und Evaluierung von 2-Acrylamido-2-methyl-1-propansulfonsäure auf Basis von Kern-Schale-Nanogelen zur Vorkonzentration von Fe(III)-Ionen aus wässrigen Lösungen und deren Bestimmung in realen Wasserproben

In der vorliegenden Studie wurden Poly(2-Acrylamido-2-methyl-1-propansulfonsäure -co-N-Isopropylacrylamid)-Hydrogele durch radikalische Vernetzungslösungspolymerisation mit unterschiedlichen Monomerverhältnissen synthetisiert, um durch Epichlorhydrin eine kolloidale Hydrogelschale um den Poly(vinylalkohol)-Kern zu bilden, um wohldefinierte PVA(AMPS-NIPAm)-Kern/Schale -Nanogele mit einem Durchmesser von knapp 30 nm zu erhalten. Die hergestellten Nanogele wurden mittels Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie ( FTIR), Röntgenbeugung (XRD), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM) charakterisiert. Diese Nanogele wurden erfolgreich zur Entfernung von Fe(III)-Ionen aus wässrigen Lösungen eingesetzt. Die die Adsorption beeinflussenden Faktoren wie pH-Wert, Kontaktzeit, Anfangskonzentration, Temperatur, Ionenstärke, Desorption, störende Ionen und analytische Anwendung für echte Wasserproben wurden erfolgreich untersucht. Die maximale Kapazität von Fe(III)-Ionen betrug 320, 202 und 98 (mg/g) für PVA/p(90AMPS-10NIPAm), PVA/p(50AMPS-50NIPAm) und PVA/p(10AMPS-90NIPAm), (Gew.:Gew. %). Die Adsorptionsisothermen und -kinetiken wurden bestimmt; die Gleichgewichtsdaten stimmten gut mit dem Langmuir-Modell überein. Das Pseudo-Modell zweiter Ordnung beschrieb den Adsorptionsprozess besser als das Pseudo-Modell erster Ordnung. Thermodynamische Parameter zeigten, dass in allen Fällen des Adsorptionsprozesses eine spontane und exotherme Natur festgestellt wurde.