Penjerapan ion nikel dan kuprum oleh semikonduktor asid akrilik -cantuman-nanofiber polianilina

Abstract

Sisa air yang mengandungi logam berat merupakan ancaman kepada kesihatan awam dan alam sekitar. Polianilina (PANI) merupakan bahan penjerap yang boleh digunakan semula sebagai polimer konduktif atau penebat selepas proses penjerapan. Teknik konvensional seperti pempolimeran percampuran deras dapat menghasilkan PANI yang lebih banyak, manakala pempolimeran antara muka menghasilkan nanofiber polianilina (PANI NF) yang bersaiz lebih kecil. Projek ini menggunakan kaedah pempolimeran pengoksidaan dengan ammonium persulfat sebagai agen pengoksida. Kajian ini membuktikan bahawa PANI NF boleh dihasilkan melalui kaedah hibrid dengan menggabungkan kedua-dua teknik konvensional tersebut tanpa kontaminasi surfaktan. Kaedah hibrid ini dapat memberikan hasil nanofiber dengan saiz antara 20-30 nm. PANI NF dicirikan menggunakan FESEM, XRD, FTIR dan kaedah kesan Hall. Walau bagaimanapun, PANI NF yang memiliki ciri hidrofobik menghalang kebolehan penjerapan dalam larutan akua. Maka, pempolimeran cantuman dilakukan pada PANI NF bagi memberikan ciri hidrofilik pada permukaannya sekaligus meningkatkan penjerapan. Penyinaran pancaran elektron digunakan bagi mencantumkan asid akrilik (AA) pada permukaan PANI NF bagi menyediakan kumpulan berfungsi khusus untuk membantu penjerapan. Teknik yang cekap dan mesra alam ini memberikan peratusan cantuman optimum sehingga 78%. Selain itu, kajian terhadap interaksi antara ion-ion logam dan asid akrilik-cantuman-nanofiber polianilina (AA-g-PANI NF) dalam larutan akua melalui kajian kinetik dan isoterma juga dilakukan. AA-g-PANI NF mempamerkan sifat penjerapan yang baik terhadap ion nikel dan kuprum. Mekanisme penjerapan kedua-dua ion logam melibatkan tiga langkah: penjerapan awal yang cepat, diikuti dengan pengambilan logam yang lebih perlahan dan akhirnya, tiada pengambilan ion logam disebabkan kesemua liang telah dipenuhi. Proses penjerapan adalah mengikut model kinetik pseudo-tertib-kedua dan data keseimbangan penjerapan adalah mengikut isoterma Langmuir. Kapasiti penjerapan maksimum bagi ion nikel adalah 112.36 mg/g manakala bagi ion kuprum pula adalah 44.84 mg/g. Kajian kinetik dan isoterma terhadap AA-g-PANI NF menggambarkan penjerapan kimia berlaku secara monolapis. Kesimpulannya, AA-g-PANI NF yang disediakan menggunakan kaedah hibrid berpotensi digunakan dalam penjerapan ion logam dari sisa air. AA-g-PANI NF yang telah terjerap juga berpotensi untuk diguna semula menjadi polimer yang berfungsi sebagai konduktif atau penebat.