In the present study, polymerized high internal phase emulsions, known as polyHIPEs, are used as a template for the synthesis of polypyrrole (PPy) monolithic composites. The unique properties of polyHIPEs such as a highly interconnected porous structure and a high surface area along with a simple preparation method have enhanced their use in variety of applications particularly as a support to produce monolithic composites. The resulting monolithic composites with an increased surface area and effective functional groups can be utilized for chromium (Cr) VI removal from contaminated water. Cr(VI) is a highly toxic carcinogenic chemical targeting eyes, skin, kidneys, and liver. PPy is a Cr(VI) adsorbent, but is usually in the powder form and cannot be separated from the effluent easily. In this work, we address this issue by preparing stable PPy monolithic composites. Scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, and thermal gravimetric analysis confirm the PPy incorporation in the porous polymeric supports, particularly in the support based on a hydrophilic monomer (acrylic acid). The attraction between Cr(VI) ions and positively charged nitrogen atoms in the PPy chain and Cr(VI) reduction on the composite surface are possible mechanisms for Cr(VI) removal using PPy@polyHIPE composites. The adsorption results show that Cr(VI) removal increases from the neutral pH 7 to acidic pH 2, where the presence of sulfate anions in the solution does not have significant effects on Cr(VI) removal.

中文翻译：

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Polypyrrole @ polyHIPE复合材料用于去除水中的六价铬

在本研究中，被称为polyHIPEs的聚合的高内相乳液被用作合成聚吡咯（PPy）整体式复合材料的模板。polyHIPEs的独特性能，例如高度互连的多孔结构和高表面积以及简单的制备方法，已使其在各种应用中的用途得到增强，特别是作为生产整体复合材料的载体。所得具有增加的表面积和有效官能团的整体式复合材料可用于从污染水中去除铬（Cr）VI。六价铬是一种高度毒性的致癌化学物质，针对眼睛，皮肤，肾脏和肝脏。PPy是Cr（VI）吸附剂，但通常呈粉末形式，不能轻易与流出物分离。在这项工作中 我们通过制备稳定的PPy整体复合材料来解决此问题。扫描电子显微镜，傅立叶变换红外光谱和热重分析证实了PPy结合在多孔聚合物载体中，特别是在基于亲水性单体（丙烯酸）的载体中。PPy链中的Cr（VI）离子与带正电荷的氮原子之间的吸引力以及复合材料表面上的Cr（VI）还原是使用PPy @ polyHIPE复合材料去除Cr（VI）的可能机理。吸附结果表明，Cr（VI）的去除率从中性pH 7增加到酸性pH 2，其中溶液中硫酸根阴离子的存在对Cr（VI）的去除没有显着影响。重量分析和热重分析证实了在多孔聚合物载体中，特别是在基于亲水性单体（丙烯酸）的载体中的PPy的引入。PPy链中的Cr（VI）离子与带正电荷的氮原子之间的吸引力以及复合材料表面上的Cr（VI）还原是使用PPy @ polyHIPE复合材料去除Cr（VI）的可能机理。吸附结果表明，Cr（VI）的去除率从中性pH 7增加到酸性pH 2，其中溶液中硫酸根阴离子的存在对Cr（VI）的去除没有显着影响。重量分析和热重分析证实了在多孔聚合物载体中，特别是在基于亲水性单体（丙烯酸）的载体中的PPy的引入。PPy链中的Cr（VI）离子与带正电荷的氮原子之间的吸引力以及复合材料表面上的Cr（VI）还原是使用PPy @ polyHIPE复合材料去除Cr（VI）的可能机制。吸附结果表明，Cr（VI）的去除率从中性pH 7增加到酸性pH 2，其中溶液中硫酸根阴离子的存在对Cr（VI）的去除没有显着影响。PPy链中的Cr（VI）离子与带正电荷的氮原子之间的吸引力以及复合材料表面上的Cr（VI）还原是使用PPy @ polyHIPE复合材料去除Cr（VI）的可能机理。吸附结果表明，Cr（VI）的去除率从中性pH 7增加到酸性pH 2，其中溶液中硫酸根阴离子的存在对Cr（VI）的去除没有显着影响。PPy链中的Cr（VI）离子与带正电荷的氮原子之间的吸引力以及复合材料表面上的Cr（VI）还原是使用PPy @ polyHIPE复合材料去除Cr（VI）的可能机理。吸附结果表明，Cr（VI）的去除率从中性pH 7增加到酸性pH 2，其中溶液中硫酸根阴离子的存在对Cr（VI）的去除没有显着影响。