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Reclamation of hexavalent chromium using catalytic activity of highly recyclable biogenic Pd(0) nanoparticles.
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2020-01-20 , DOI: 10.1038/s41598-020-57548-z R M Tripathi 1, 2 , Sang J Chung 1
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2020-01-20 , DOI: 10.1038/s41598-020-57548-z R M Tripathi 1, 2 , Sang J Chung 1
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Hexavalent chromium is extremely toxic and increasingly prevalent owing to industrialisation, thereby posing serious human health and environmental risks. Therefore, new approaches for detoxifying high concentrations of Cr (VI) using an ultralow amount of catalyst with high recyclability are increasingly being considered. The catalytic conversion of Cr (VI) into Cr (III) was previously reported; however, it required a large amount of catalyst to reduce a low concentration of Cr (VI); further, pH adjustment and catalyst separation had to be performed, causing issues with large-scale remediation. In this study, an unprecedented eco-friendly and cost-effective method was developed for the synthesis of Pd nanoparticles (PdNPs) with a significantly narrow size distribution of 3-25 nm. PdNPs demonstrated the presence of elemental Pd with the zero oxidation state when analysed by energy-dispersive X-ray analysis and X-ray photoelectron spectroscopy. The PdNPs could detoxify a high concentration of Cr (VI), without the need to adjust the pH or purify the nanoparticles for reusability. The reusability of the PdNPs for the catalytic conversion of Cr (VI) into Cr (III) was >90% for subsequent cycles without the further addition of formic acid. Thus, the study provides new insights into the catalytic reclamation of Cr (VI) for industrial wastewater treatment.
中文翻译：
利用高度可回收的生物 Pd(0) 纳米粒子的催化活性回收六价铬。
六价铬具有剧毒，并且随着工业化的发展而日益普遍，从而对人类健康和环境构成严重风险。因此，人们越来越多地考虑使用超低量且高可回收性的催化剂对高浓度 Cr (VI) 进行解毒的新方法。先前报道了 Cr(VI) 催化转化为 Cr(III)；但还原低浓度Cr(VI)需要大量催化剂；此外，还必须进行pH调节和催化剂分离，导致大规模修复存在问题。在这项研究中，开发了一种前所未有的环保且经济高效的方法来合成尺寸分布非常窄（3-25 nm）的钯纳米颗粒（PdNP）。通过能量色散 X 射线分析和 X 射线光电子能谱分析，PdNP 证明存在零氧化态的元素 Pd。 PdNPs 可以解毒高浓度的 Cr (VI)，无需调整 pH 值或纯化纳米颗粒以实现可重复使用。在后续循环中，无需进一步添加甲酸，PdNP 将 Cr (VI) 催化转化为 Cr (III) 的可重复使用性>90%。因此，该研究为工业废水处理中 Cr (VI) 的催化回收提供了新的见解。
更新日期：2020-01-21
中文翻译：
利用高度可回收的生物 Pd(0) 纳米粒子的催化活性回收六价铬。
六价铬具有剧毒，并且随着工业化的发展而日益普遍，从而对人类健康和环境构成严重风险。因此，人们越来越多地考虑使用超低量且高可回收性的催化剂对高浓度 Cr (VI) 进行解毒的新方法。先前报道了 Cr(VI) 催化转化为 Cr(III)；但还原低浓度Cr(VI)需要大量催化剂；此外，还必须进行pH调节和催化剂分离，导致大规模修复存在问题。在这项研究中，开发了一种前所未有的环保且经济高效的方法来合成尺寸分布非常窄（3-25 nm）的钯纳米颗粒（PdNP）。通过能量色散 X 射线分析和 X 射线光电子能谱分析，PdNP 证明存在零氧化态的元素 Pd。 PdNPs 可以解毒高浓度的 Cr (VI)，无需调整 pH 值或纯化纳米颗粒以实现可重复使用。在后续循环中，无需进一步添加甲酸，PdNP 将 Cr (VI) 催化转化为 Cr (III) 的可重复使用性>90%。因此，该研究为工业废水处理中 Cr (VI) 的催化回收提供了新的见解。
京公网安备 11010802027423号