Preparación de una membrana de acetato de celulosa mediante reciclaje de colillas de cigarrillo e investigación de su eficacia para eliminar metales pesados de una solución acuosa.

Scientific Reports volumen 12, número de artículo: 20336 (2022) Citar este artículo

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Este estudio investigó el reciclaje de colillas de cigarrillos recién fumadas (FCB) y filtros de cigarrillos no fumados (UCF) en una membrana de acetato de celulosa (CA). Ambas muestras se prepararon mediante una combinación de siete marcas de cigarrillos y se utilizó el método de inversión de fases para reciclar cada muestra en una membrana utilizando N-metil-2-pirrolidona. Se investigó la eficacia de las membranas preparadas para la eliminación de cromo, cadmio y plomo de una solución acuosa en un reactor de ósmosis directa. Los resultados mostraron que ambas membranas tenían una superficie lisa y macrohuecos. El flujo de las membranas preparadas a partir del reciclaje de UCF y FCB fue de 14,8 y 13,2 LMH, respectivamente. La porosidad y la sal inversa de la membrana UCF fueron del 61% y 3,5 gMH, mientras que las de la membrana FCB fueron del 58% y 3,9 gMH. La eficiencia de eliminación de metal observada de ambas membranas estuvo en el rango del 85 al 90%. Sin embargo, aumentar la concentración de metales hasta cinco veces provocó una ligera disminución en la eficiencia de eliminación (menos del 5%).

Cuando se introdujeron los primeros cigarrillos con filtro en la década de 1950 para reducir los elementos nocivos inhalados por los fumadores1, parecía que este tipo de cigarrillos podía controlar las consecuencias del tabaquismo para la salud. Los cigarrillos con filtro han podido reducir el riesgo de fumar gracias a la capacidad de su filtro para atrapar contaminantes nocivos del humo del cigarrillo2, y hoy en día son la forma más común de consumo de tabaco en todo el mundo3. Sin embargo, los cigarrillos con filtro han planteado un grave riesgo medioambiental. Las colillas de cigarrillos (CB), que a menudo se tiran como desechos después de fumar, ahora se reconocen como un importante contaminante ambiental que contamina muchos lugares públicos en todo el mundo4. Anualmente se tiran a la basura más de 4,5 billones de CB5, lo que los convierte en uno de los desechos peligrosos más frecuentes en todo el mundo. Además, se espera que el número de CB desechados aumente a casi 2 millones de toneladas por año en el mundo6.

Además de la gran cantidad de CB, su dispersión en el medio ambiente es otro aspecto peligroso de estos residuos peligrosos; Además, dado que muchos fumadores desechan los CB por descuido, este residuo se ha considerado uno de los desechos más comunes en el medio ambiente7,8,9,10. Como consecuencia, la gestión de estos residuos se enfrenta a serios desafíos prácticos, incluidos los altos costos de la recolección de CB desechados11. Además, no existe una solución eficiente para recoger CB de entornos urbanos y lugares públicos como las playas12. Además, los CB se consideran residuos peligrosos porque contienen miles de componentes químicos, como metales pesados y toxinas. Debido a que estos contenidos nocivos a menudo se filtran al medio ambiente, los CB representan una amenaza potencial para el medio ambiente, la salud humana y los organismos locales13. Los productos químicos que se filtran de los CB desechados son un problema grave, ya que provocan la contaminación del suelo y el agua. De hecho, la nicotina lixiviada de una colilla de cigarrillo tiene el potencial de contaminar 1.000 litros de agua14. Además, el lixiviado de CB es tóxico para plantas y animales. Las revisiones de la literatura han revelado que los CB pueden reducir significativamente el crecimiento de las plantas y cambiar el tamaño normal de los órganos en algunos animales15,16. Otra amenaza ambiental relacionada con los CB desechados es el riesgo de ingestión por parte de animales domésticos y vida silvestre17,18.

Por tanto, es fundamental buscar soluciones eficientes para abordar este problema medioambiental. Sin embargo, otro desafío asociado con la gestión de CB es la limitación sobre el uso de métodos convencionales de eliminación de residuos, como el vertido y la incineración. Las dos técnicas mencionadas pueden provocar la liberación de sustancias químicas peligrosas al aire, el agua y el suelo y no se sugieren como una medida adecuada para gestionar los CB19. Sin embargo, en los últimos años se han publicado numerosos estudios con hallazgos alentadores sobre el reciclaje de CB, como la extracción de sustancias químicas atrapadas en CB para el control de vectores20,21. Se han realizado numerosos intentos en este campo, por ejemplo, en estudios previos se ha investigado la producción de soportes de biopelículas utilizados en el tratamiento de aguas residuales22, adsorbentes de carbono23,24, ladrillos y asfalto25,26, absorbentes de sonido27 y pulpa de papel28 a partir de CB.

En la última década, se han realizado numerosos intentos de reciclar CB en diversos productos y extraer los químicos atrapados en su filtro para diferentes propósitos. Los objetivos del reciclaje de colillas de cigarrillos se pueden clasificar en tres grupos principales.

El uso de productos químicos atrapados en el filtro para fines como el control de vectores20 y el control de la corrosión de metales29.

Convertir el acetato de celulosa recuperado de los CB en productos valiosos como pulpa de papel28 y supercondensadores30.

La utilización de CB enteras sin separar sus componentes para la fabricación de ladrillos y productos similares25.

Los productos con buena calidad y rendimiento garantizarán el reciclaje sostenible de CB como desechos peligrosos y un desafío ambiental. Sin embargo, en muchos intentos anteriores en este campo, la calidad del producto final no fue satisfactoria en comparación con las muestras comerciales. Los ladrillos producidos mediante la adición de CB a las materias primas no tenían las mismas características térmicas, como la resistencia al calor y la transferencia de calor, que las muestras comerciales25.

El papel convertido a partir del reciclaje de CB en el estudio realizado por Teixeira et al. parecía más oscuro y era más quebradizo que el papel comercial28. Además, en varios estudios sobre el reciclaje de CB en adsorbentes de carbono, se ha informado que la capacidad de adsorción en muestras recicladas es moderada en comparación con los adsorbentes comerciales23,24. Sin embargo, se ha informado que la calidad de algunos otros productos finales del reciclaje de CB es satisfactoria. Ou et al. reciclaron con éxito CB en fibras oleofílicas, que se mantuvieron eficientes después de 10 ejecuciones experimentales31. El portador de biopelícula preparado a partir del reciclaje de CB en el estudio de Sabzali et al. mostraron un rendimiento similar al de las muestras comerciales utilizadas en el tratamiento de aguas residuales22.

Sin embargo, existen desafíos importantes que enfrenta el reciclaje de CB, incluida la amenaza de fugas de contaminantes durante el proceso y la calidad del producto final19. Teniendo en cuenta que cada año se producen casi 2 millones de toneladas de desechos de CB en todo el mundo, uno de los desafíos más importantes en el reciclaje de CB es seleccionar productos de alta demanda como salida de reciclaje de CB. Dado que los filtros de cigarrillos están hechos de fibras de acetato de celulosa4,5, la producción de productos a base de acetato de celulosa puede ser una buena solución para el reciclaje de CB a gran escala. Las membranas tienen numerosas aplicaciones en el mundo actual, como el tratamiento de agua y aguas residuales32,33,34,35, y el acetato de celulosa es uno de los materiales más comunes utilizados para la producción de membranas36,37,38, lo que ofrece una gran oportunidad para gestionar los CB mediante su reciclaje. en membranas. Este estudio tuvo como objetivo investigar la posibilidad de reciclaje de CB en una membrana y las características de la membrana producida. Además, se examinó y comparó la eficacia de la membrana producida en la eliminación de cromo, cadmio y plomo de una solución acuosa en un reactor de ósmosis directa con otras membranas disponibles.

Se prepararon dos muestras que incluían colillas de cigarrillos recién fumadas (FCB) y filtros de cigarrillos no fumados (UCF). Para preparar la muestra de UCF, se identificaron siete marcas de cigarrillos más vendidas en el mercado iraní. Se compraron tres bolsillos (60 cigarrillos con filtro) de cada marca en tres centros de venta diferentes. Los filtros se separaron y mezclaron y luego se usaron sin procesamiento. La muestra de FCB se preparó a partir de las mismas marcas utilizando una bomba manual con diez succiones por cada cigarrillo. El tabaco restante de los CB obtenidos se eliminó en la etapa inicial de procesamiento. Luego se separaron manualmente los papeles de envolver alrededor de los filtros. Después del procesamiento inicial, el proceso de limpieza se realizó mediante inmersión durante 20 minutos y mezcla en agua tres veces19,23,24. Luego los filtros se sumergieron en etanol al 96% dos veces durante 20 min. Finalmente, se utilizó una solución ácida que contenía ácido nítrico y ácido acético para eliminar los metales pesados39. Los filtros limpios se mantuvieron a temperatura ambiente durante 48 h para que se secaran completamente antes de ingresar a la etapa de reciclaje principal.

La preparación de la membrana se realizó según el método de inversión de fases40,41. Considerando el efecto de la viscosidad sobre la miscibilidad, con base en estudios previos; para cada preparación de membrana, los filtros se agregaron al disolvente N-metil-2-pirrolidona en una proporción del 15% en peso 38,41. Debido a la existencia de muchos estudios previos en el campo de la preparación de membranas a partir de acetato de celulosa, en este estudio no se preparó una membrana a base de acetato de celulosa. Así, se comparó el rendimiento de la membrana preparada por UCF y FSB con los resultados de estudios anteriores. Para lograr una solución homogénea, la mezcla se colocó en un agitador magnético durante 8 h a una temperatura de 40 °C. Las burbujas de aire generadas deben eliminarse de la mezcla antes del colado, por lo que la mezcla se mantuvo a temperatura ambiente durante 2 h y luego se transfirió al refrigerador y se mantuvo a 4 °C durante 24 horas36,42. Se coló la solución desgasificada y se formó una película delgada con un espesor de 150 µm. La película obtenida se sumergió inmediatamente en agua desionizada durante 15 minutos para sufrir la inversión de fase41,42. La película se colocó en un baño de agua a 50 °C durante 15 minutos para completar la inversión de fase y el reemplazo del solvente con agua42,43. La membrana resultante se mantuvo en agua destilada a temperatura ambiente durante 48 h para asegurar la eliminación completa del disolvente y las impurezas43. Finalmente, la membrana preparada se mantuvo en agua destilada a 4 °C antes de la evaluación de morfología y características40. Los pasos de preparación de la membrana se muestran en la Fig. 1.

Pasos de preparación de la membrana.

La morfología y la estructura de porosidad de las membranas preparadas se estudiaron utilizando imágenes de superficie y de sección transversal tomadas con un microscopio electrónico de barrido (SEM) de acuerdo con el método presentado en estudios previos36,41,42. Las membranas se congelaron en nitrógeno líquido durante 60 s y luego los fragmentos congelados se rompieron y se recubrieron con oro mediante la técnica de pulverización catódica para producir conductividad eléctrica42. Se utilizó un sistema de ósmosis directa a escala de laboratorio para evaluar las características operativas de las membranas preparadas y su eficiencia en la eliminación de metales pesados de una solución acuosa. Como se muestra en la Fig. 2, este sistema consta de soluciones de extracción y alimentación, que fluyen por separado mediante dos bombas diferentes. La cámara de retención de membrana tenía unas dimensiones de 2,1 cm de ancho y 3,2 cm de largo, con lo que cubría adecuadamente el área superficial de la membrana igual a 6,7 cm2.

Esquema del sistema de ósmosis directa utilizado.

Para determinar el flujo de agua de la membrana preparada, se utilizó ósmosis directa con (100 ml de solución de cloruro de sodio 1 M) como solución de extracción y 400 ml de agua desionizada como solución de alimentación. La solución de extracción se hizo circular en el sistema con un caudal de 18 litros por hora y el flujo de membrana se calculó usando la siguiente ecuación.

donde JW es el flujo de agua en L/m2.h, Δm es la disminución de peso de la solución de alimentación en litros, Am es el área activa de la membrana en m2 y Δt representa el tiempo en horas, que fue 0,25 en este estudio. .

Además, para determinar el flujo inverso de sal se utilizó la siguiente fórmula.

donde Js es el flujo inverso de sal en g/MH, ΔCt es la pérdida de sal de la solución de extracción en gramos, V representa la disminución de peso de la solución de extracción en gramos, Am representa el área activa de la membrana en m2 y Δt es tiempo en hora, que fue 0,25 en este estudio.

Para determinar la porosidad, se midieron la masa de la membrana húmeda (W1) y la masa de la membrana seca (W2) y se colocaron en la siguiente fórmula.

En esta ecuación \(\rho_{w}\) y \(\rho_{m}\) representan la densidad del agua y la membrana, respectivamente.

En el proceso de ósmosis directa se investigó la eficacia de las membranas preparadas en la eliminación de cromo, cadmio y plomo de una solución acuosa. Las soluciones de alimentación para cada metal pesado mencionado se prepararon en concentraciones de 10, 20, 30 y 50 mg/L. Además, se usó una solución 1 molar (M) de cloruro de sodio como solución de extracción. Todos los pasos asociados con la evaluación de las características operativas de la membrana y su eficiencia en la eliminación de metales pesados se realizaron a temperatura ambiente. Ambos flujos (extracción y alimentación) se ajustaron a 0,3 L por minuto y el muestreo se realizó 20 min después del inicio del proceso. La concentración de metales pesados en la solución se midió utilizando el sistema GF-AAS, fabricado en Australia. Se utilizó la siguiente fórmula para determinar la eficiencia de eliminación de metales pesados.

En esta ecuación, \(C0\) y \(Ce\) representan la concentración de metal en la solución de alimentación y en la solución de extracción, respectivamente.

La morfología de la membrana tiene un gran impacto en su eficiencia en aplicaciones específicas; por lo tanto, lograr una estructura física adecuada es esencial durante la preparación de la membrana. La morfología de las membranas UCF y FCB desarrolladas se determinó utilizando un microscopio electrónico de barrido. Las imágenes obtenidas demostraron que las membranas preparadas tenían macrohuecos. La formación de membranas mediante el reciclaje de CB se puede explicar basándose en el proceso de inversión de fases. El filtro del cigarrillo, que es la parte principal de los cigarrillos electrónicos, está compuesto principalmente de acetato de celulosa4,5,18. Se mezclaron N-metil-2-pirrolidona y CB como solución inicial, lo que dio como resultado la formación de una mezcla viscosa. Esta mezcla viscosa se usó para moldear una película y luego la película moldeada se sumergió inmediatamente en agua destilada. En esta etapa se produce la inversión de fases, que es la miscibilidad entre agua y disolvente. Este fenómeno conducirá al intercambio de agua y disolvente debido al flujo de difusión42. La inversión de fase ocurre debido a la baja miscibilidad entre el acetato de celulosa (filtro de cigarrillo) y el solvente y continúa hasta el final del proceso de desmezcla, lo que resulta en la solidificación44.

Como se muestra en la Fig. 3, según las imágenes SEM de las membranas preparadas, tanto las membranas UCF como FCB tenían una superficie lisa. La formación de una estructura superficial suave en las membranas se puede atribuir a la velocidad del proceso de desmezcla durante la inversión de fases. En general, la morfología de la membrana depende de la velocidad de desmezcla, y las membranas finales con una superficie lisa y formación de macrohuecos indican una desmezcla instantánea en el estudio realizado, mientras que si el proceso de desmezcla fuera lento, se habrían formado membranas con una estructura densa42. Además, como indica la Fig. 3, hay una ligera diferencia en el número de poros en la superficie de la membrana resultante FCB en comparación con la membrana resultante UCF. Esta diferencia puede ser el efecto de las impurezas del humo del cigarrillo atrapadas en el filtro durante el proceso de ahumado, que permanecieron en los CB a pesar de las etapas de procesamiento y limpieza. El efecto de los compuestos aditivos sobre la estructura superficial de las membranas de acetato de celulosa se ha mencionado en estudios similares45,46. El proceso de lixiviación de aditivos en la preparación inicial de la mezcla y durante la gelificación se ha considerado una de las razones de este fenómeno47. En consecuencia, un aumento de las impurezas de la solución de fundición puede provocar una superficie más rugosa de la membrana y poros más dispersos en esta superficie42.

Imágenes SEM de las membranas preparadas.

Las imágenes SEM de sección transversal de las membranas preparadas a partir del reciclaje de UCF y FCB se muestran en la Fig. 3. Como indica la figura, hay macrohuecos en las membranas. Considerando que la morfología de la membrana depende de las condiciones termodinámicas y de los factores que afectan la cinética de inversión de fase48, se puede explicar la estructura observada en las membranas. La viscosidad de la solución de fundición es uno de los factores más importantes que afectan la estructura de los poros y la porosidad de la membrana49,50. Dado que la viscosidad es efectiva en la difusión mutua de solvente y no solvente, el cambio en la viscosidad de la solución de fundición tiene un impacto significativo en la estructura de los poros41. Debido a que los filtros de cigarrillos están hechos de acetato de celulosa, la solución de fundición tenía una viscosidad baja, lo que daba lugar a una porosidad adecuada y macrohuecos en las membranas resultantes. En general, una mayor viscosidad de la solución de fundición indica una velocidad de desmezcla más lenta en la inversión de fases, lo que lleva a un cambio en la estructura de porosidad de la membrana y a la formación de una estructura similar a una esponja36,41. Por el contrario, una menor viscosidad y una mayor hidrofilicidad de la solución de fundición que contiene acetato de celulosa puro, como se usa en este estudio, da como resultado una rápida inversión de fase y, eventualmente, la formación de macrohuecos y una porosidad mejorada en la membrana42.

El flujo de las membranas preparadas se midió utilizando agua desionizada como solución de alimentación. Como indica la Tabla 1, el flujo de membranas preparadas a partir del reciclaje de UCF y FCB fue de 14,7 y 13,2 L/MH, respectivamente. Dado que los filtros de cigarrillos están hechos principalmente de acetato de celulosa, el bajo flujo observado en las membranas resultantes puede deberse a una matriz polimérica muy compacta de CA42 puro. Sin embargo, agregar algunos compuestos específicos al acetato de celulosa puede aumentar la hidrofilicidad de la membrana y el flujo porque una mayor hidrofilicidad de la solución de fundición puede aumentar el flujo en las membranas preparadas41,42. La porosidad de la membrana es otro factor que depende de la hidrofilicidad de la solución de fundición y es eficaz sobre el fundente51. Como se muestra en la Tabla 1, la porosidad en las membranas preparadas a partir del reciclaje de UCT y FCB fue del 61 y 58 %, respectivamente. Aunque esta cantidad estaba cerca de la porosidad de las membranas de CA42, esta propiedad se puede aumentar agregando materiales hidrófilos a la mezcla inicial. La adición de compuestos hidrófilos no sólo aumenta el número de moléculas de agua absorbidas en la membrana, sino que también aumenta la posibilidad de formación de poros grandes y ocupación de moléculas de agua42. Por lo tanto, aumentar la porosidad hace que aumente el flujo de la membrana52. Asimismo, una mayor hidrofilicidad en la membrana da como resultado un mayor ángulo de contacto con la superficie exterior, eficaz en el aumento del flujo41. Sin embargo, el flujo disminuye con la formación de poros más pequeños en la membrana36. La presión aplicada podría ser otra razón para la diferencia observada en el flujo de las membranas derivadas de las colillas de cigarrillos en este estudio con el flujo de las membranas comerciales basadas en CA. Las membranas preparadas a partir del reciclaje de CB tuvieron un flujo de 14,7 LMH y 13,2 LMH bajo presión osmótica causada por una solución de extracción que contenía cloruro de sodio 1 M, mientras que el flujo de la membrana de CA fue de 15 LMH a una presión de 100 kPa en el estudio realizado por Han et al.42.

Los resultados de la efectividad de las membranas preparadas en la eliminación de metales pesados se presentan en la Tabla 2. A una concentración de 10 mg/L, la eficiencia de eliminación de la membrana resultante de FCB para plomo, cromo y cadmio fue de 85,2, 88,4 y 85,3 %, respectivamente. . En comparación, la eficiencia de eliminación de la membrana resultante UCF para estos metales a la misma concentración fue de 89,3, 91,3 y 87,6%, respectivamente. El aumento de la concentración de los metales mencionados hasta 50 mg/L en promedio provocó que la eficiencia de eliminación de las membranas resultantes FCB y UCF disminuyera en un 3,53 y un 4,06%, respectivamente. La presencia simultánea de los tres metales en la solución de alimentación (10 mg/L de cada metal) redujo la eficiencia de eliminación de las membranas FCB en comparación con la concentración de 10 mg/L. Sin embargo, en promedio, fue un 0,73% mejor que la eficiencia de eliminación con una concentración de 30 mg/L de cada metal.

En estudios anteriores, las membranas preparadas que utilizaban polímeros en una proporción del 18% en peso pudieron eliminar metales pesados35,38. Sin embargo, en este estudio, el uso de colillas de cigarrillos en una proporción del 15% en peso condujo a la producción de una membrana con la capacidad de eliminar metales pesados, lo que probablemente se debe al efecto del plastificante en el filtro del cigarrillo. En comparación con el rendimiento de las membranas preparadas en este estudio, en un estudio realizado por Zhao et al.53 se informó que la eficiencia de la membrana de CA para la eliminación de níquel de la corriente de agua era superior al 93 %. En 2013, Butler et al. informaron que la eficiencia de las membranas de CA para la eliminación de cromo, plomo, cobre y arsénico en el proceso de ósmosis directa era superior al 99%54. En 2019, Chen et al. estudiaron la eficiencia de membranas de CA en la eliminación de plomo, cromo, zinc, cobre y mercurio a una concentración de 100 mg/L, y la tasa de eliminación mencionada para metales fue superior al 99%55. Teniendo en cuenta que la eliminación de metales pesados mediante la tecnología de membranas depende de procesos físicos, químicos y electroquímicos, así como de reglas hidráulicas56,57, se puede explicar la eficiencia de eliminación de metales lograda en este estudio. El transporte convectivo y la fuerza impulsora de la solución de extracción hacen que los metales pesados se transporten a través de la membrana58. Como indican los resultados, la eficiencia de eliminación de ambas membranas para los tres metales estudiados fue cercana al 90% porque cuando se produce la polarización de la concentración, el carácter selectivo de la membrana puede eliminar eficazmente los metales pesados59. La baja presión aplicada mediante ósmosis directa intensifica el fenómeno mencionado porque a baja presión, el flujo depende de la polarización de la concentración60. En esta condición, la obstrucción de los poros por partículas más pequeñas y la acumulación de partículas grandes en los poros, que pueden mejorar la eficiencia de eliminación de metal, se producen lentamente. Además de eso, el transporte difusivo puede hacer que los iones metálicos se muevan a través de la membrana independientemente del movimiento del flujo59,61. A diferencia del transporte convectivo, este proceso depende de las propiedades electroquímicas de la membrana y de los iones de metales pesados, así como de la concentración de polarización58. Por otro lado, la falta de otros iones en las aguas residuales sintéticas usadas puede ser otra razón para no lograr una eficiencia de eliminación prometedora. La presencia de otros iones puede cambiar la carga de la superficie de la membrana creando fuerza repulsiva. También tiene un impacto en la polarización de la concentración y la tendencia de la solución a mantener la electroneutralidad en ambos lados de la membrana. Teniendo en cuenta estos efectos, la presencia de otros iones metálicos puede aumentar o decretar la eficiencia de eliminación62,63. Además, como se ve en la realidad, la presencia de otros compuestos en la solución puede aumentar la eficiencia de eliminación.

El acetato de celulosa comercial se puede utilizar para fabricar nanofiltros con excelente permeabilidad y alta eficiencia para reducir sales e iones de la solución acuosa. Por ejemplo, Su et al. preparó con éxito un nanofiltro hecho de acetato de celulosa con una permeabilidad de 0,47 LMH y la capacidad de reducir el cloruro de sodio y el cloruro de magnesio de una solución sintética en un 90 y 96%, respectivamente. En consecuencia, la membrana CA se puede utilizar eficazmente en el proceso de ósmosis directa64. Moradi Hamedani et al. investigó la eficiencia de las membranas de CA para la eliminación de metales como plomo, cadmio, zinc y níquel. Aunque un aumento en la presión hizo que disminuyera la eficiencia de eliminación de todos los metales, la membrana CA mostró la capacidad de eliminar el 98% del plomo y el 70% de otros metales65. En el estudio realizado por Idris et al.66, la eficiencia de una membrana de CA modificada para la eliminación de plomo de las aguas residuales fue del 97,6%66. El nanofiltro CA utilizado por Figoli et al. para eliminar cadmio de una solución acuosa mostró hasta un 95% de eficiencia de eliminación bajo diferentes presiones y valores de pH67. Yu et al. investigó la capacidad de las membranas de acetato de celulosa modificada para eliminar la contaminación por cobre y petróleo del agua contaminada. La eficiencia observada para la eliminación de cobre fue de hasta el 97% en este estudio68. En otro estudio de Al-Wafi et al. La membrana CA mostró una eficiencia del 90% para la eliminación de cromo hexavalente de una solución acuosa. Los investigadores aumentaron con éxito la eficiencia de eliminación al 97 % añadiendo algunos compuestos a la estructura de la membrana69. Sin embargo, mezclar la solución de fundición con aditivos no siempre mejora la eficiencia de eliminación de metales pesados de la membrana. Nagandaran et al. se dieron cuenta de que aumentar la proporción de polisulfonato en la solución de fundición para la preparación de la membrana de CA puede cambiar negativamente el tamaño de los poros de la membrana resultante, reduciendo la eficiencia de eliminación de iones de cadmio, zinc, níquel y cobre51. Al comparar las eficiencias de eliminación mencionadas para las membranas de CA pura y las membranas preparadas a partir del reciclaje de CB (85 a 90 % según la Tabla 2), se puede decir que la eficiencia de eliminación de las membranas a base de CB fue aceptable pero menor que la de los tipos comerciales. Sin embargo, esta diferencia puede ser el resultado de diferentes condiciones operativas del sistema de ósmosis directa utilizado y de los sistemas de baja presión utilizados en otros estudios. Además, el uso de membranas modificadas por otros investigadores podría ser otra razón probable.

Considerando la mejor eficiencia de eliminación de las membranas de CA pura y después de revisar las experiencias de otros investigadores en este campo, se podrían presentar las siguientes soluciones para mejorar la eficiencia de las membranas basadas en CB. Algunos productos químicos, como la plata, se pueden utilizar como aditivos en el proceso de preparación de la membrana para mejorar el rendimiento de la membrana resultante. Este aditivo puede afectar positivamente la estructura de la membrana y aumentar su eficiencia en la reducción de contaminantes como los microorganismos70. Además, realizar algunos cambios en el proceso de preparación de la membrana puede mejorar las propiedades estructurales y el rendimiento de la membrana resultante. Por ejemplo, en un estudio de Nguyen et al., se afirmó que el proceso de recocido durante la fabricación de las membranas de CA mejora la eficiencia de las membranas debido a la eliminación de aditivos y disolventes restantes71. Mohammadi y Seljuqi examinaron el efecto de las condiciones de preparación en la estructura de la membrana de CA y concluyeron que aumentar la concentración de polietilenglicol y la temperatura del baño de agua durante el proceso de preparación de la membrana mejora la resistencia térmica de la membrana resultante. Además, quedó claro que el aumento de la concentración de polietilenglicol provoca que la porosidad aumente, mientras que la porosidad disminuye al aumentar la concentración de acetato de celulosa y disminuir la temperatura del baño de agua72. La adición de algunos productos químicos en el proceso de preparación de la membrana también puede mejorar la estructura y el rendimiento de la membrana. Por ejemplo, Vara et al. redujeron con éxito el tamaño de los poros de la membrana de 15 a menos de 2 μm agregando alúmina a la solución de fundición73. Sin embargo, la aplicación de aditivos también puede tener algunos efectos secundarios negativos. Por ejemplo, en el estudio de Abedini et al., la adición de óxido de titanio provocó un aumento del espesor y la tolerancia térmica de la membrana. Mientras tanto, el tamaño de los poros y la permeabilidad de la membrana aumentaron, lo que resultó en una reducción de la eficiencia de eliminación46. Por lo tanto, los productos químicos utilizados para la modificación de la membrana y su proporción en la mezcla deben elegirse cuidadosamente para lograr el mejor resultado. Como ejemplo, podemos mencionar los interesantes resultados reportados por Nazimuddin et al. Descubrieron que la adición de nanotubos de carbono como aditivo a la solución de fundición aumentaba la porosidad de la membrana resultante, pero también elevaba el rechazo de sal al 96%, y la mejor proporción de polímero a disolvente fue de 25 a 7574.

Aunque el número de productos reciclados a partir de CB ha aumentado en los últimos años, como se muestra en la Fig. 4, existen serios desafíos relacionados con este proceso de reciclaje de residuos peligrosos, que obstaculizan el reciclaje a gran escala de CB19.

Métodos y desafíos en el reciclaje de CB.

Las características de la membrana preparada en este estudio se comparan con otros productos convertidos a partir del reciclaje de CB en la Fig. 5. Uno de los desafíos más importantes del reciclaje de CB es la fuga de contaminantes en la etapa de procesamiento en forma de aguas residuales o contaminantes en el aire. Teniendo en cuenta que los filtros de los cigarrillos están diseñados para atrapar los contaminantes del humo del cigarrillo, los residuos de CB contienen una amplia gama de contaminantes, incluidos metales pesados y toxinas3,6. Estos contaminantes se filtran durante el procesamiento de CB, como el lavado19 y el calentamiento25. Por lo tanto, convertir los CB en productos que requieran menos pasos de procesamiento y fugas de contaminantes es más deseable en términos de consecuencias ambientales. Algunos métodos de reciclaje de CB se centran en la extracción de sustancias químicas y toxinas atrapadas en el filtro, lo que los hace más respetuosos con el medio ambiente en comparación con otros métodos de reciclaje de CB. La producción de membranas a partir del reciclaje de CB dio lugar a la generación de aguas residuales con diversos contaminantes en los pasos de lavado con agua y disolvente. Desde este aspecto, el método presentado es similar a los métodos de reciclaje de CB para la producción de absorbentes de sonido y supercondensadores. Sin embargo, dado que en este estudio no se utilizó el proceso térmico para la preparación de CB, no existe ninguna amenaza de emisión de contaminantes en el aire en comparación con la producción de absorbentes de carbono.

Características de los productos procedentes del reciclaje de CB.

La calidad del producto final es un punto clave a considerar en el reciclaje de CB. Los resultados del estudio presentado mostraron que la membrana preparada a partir de CB tenía una morfología adecuada y su flujo y tasa de sal inversa eran similares a los rangos informados para las membranas comerciales de CA. Además, la eficiencia de eliminación de metales pesados de la membrana preparada fue superior al 85%, mientras que la cifra fue superior al 99% para las membranas de CA pura54,55. Sin embargo, la eficiencia de la membrana preparada se puede mejorar agregando compuestos específicos a la materia prima o cambiando el proceso de producción de la membrana; por tanto, la calidad del producto presentado puede considerarse satisfactoria.

Se estima que la producción anual de CB alcanzará los 1,8 millones de toneladas en 2025. Como resultado, la cantidad requerida de CB en el método de reciclaje juega un papel importante en la gestión de estos residuos peligrosos frecuentes. El producto reciclado de CB debe usarse con facilidad y requiere la mayor cantidad de CB durante el proceso de reciclaje. En este estudio, se investigó la producción de membranas de CA como producto ampliamente utilizado en diversas industrias. Dado que el acetato de celulosa necesario para la producción de membranas procede del reciclaje de CB, este producto es una excelente opción para la gestión de residuos de CB, mientras que este no es el caso de otros productos reciclados de CB. Mohajerani et al. informaron que la mejor proporción de CB utilizados en las materias primas de ladrillo es del 1% en peso25. Por lo tanto, la producción de ladrillos no puede reciclar una gran cantidad de residuos de CB. Además, en el estudio de Sabzali et al., aunque la calidad del medio de sustrato de crecimiento microbiano preparado a partir de CB fue prometedora en el estudio de Sabzali et al. Se informó que era apropiado y todo el sustrato se suministró a través del reciclaje de CB22, pero el consumo de estos sustratos (este medio no se usa ampliamente en la industria de aguas residuales y no tiene el potencial de desempeñar un papel considerable en el mundo) no es suficiente para hacer un Una parte importante de la gestión se ocupa de 180 millones de toneladas de residuos de CB que se producen anualmente en todo el mundo. producido en todo el mundo mediante el reciclaje.

En este estudio se investigó la producción de membranas a partir del reciclaje de CB. Según los resultados, la membrana producida utilizando la técnica de inversión de fases tenía macrohuecos y una estructura superficial uniforme. El flujo en la membrana preparada a partir de CB fue de 13,2 LMH y la tasa de sal inversa fue de 3,9 gMH. La comparación de esta membrana con la membrana preparada a partir de filtros de cigarrillos no fumados mostró que el ahumado y el procesamiento no tuvieron un efecto negativo grave en la calidad del producto final. El fundente y la sal inversa en la membrana preparada a partir de filtros de cigarrillos no fumados fueron 14,7 LMH y 3,5 gMH, respectivamente. Las eficiencias de eliminación de plomo, cromo y cadmio de la membrana preparada del reciclaje de CB fueron 85,2, 88,4 y 85,3%, respectivamente, que fueron en promedio un 3,3% más bajas que las de la membrana preparada de los filtros de cigarrillos sin fumar. Teniendo en cuenta la morfología adecuada y la eficiencia de eliminación de metales pesados de la membrana preparada a partir del reciclaje de CB, este producto puede ser una solución eficaz para abordar el problema de los residuos de CB. Además, otra ventaja considerable de este producto reciclado es el hecho de que el CA necesario para la producción de membranas proviene completamente del reciclaje de CB, lo que convierte a la membrana de CA en un producto ideal para gestionar los CB, que son la basura más común en el mundo.

Los conjuntos de datos generados y analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a solicitud razonable.

Yousefi Nasab, A. et al. Consecuencias de las colillas de cigarrillos: un estudio de la tasa de contaminación en playas y entornos urbanos. Reinar. Ciencia. Contaminación. Res. 29, 45396–45403 (2022).

Artículo CAS Google Scholar

Dehdari, T. Una exploración cualitativa de las experiencias de los fumadores iraníes en términos de comportamiento de tirar colillas de cigarrillos. En t. J. Medio Ambiente. Res. de Salud. 32, 417–425 (2022).

Artículo PubMed Google Scholar

Hou, K., Deng, B., Liu, A. & Ran, J. Medición de la distribución de nanopartículas nocivas entre filtros, sistemas respiratorios de fumadores y aire circundante durante el consumo de cigarrillos. J. Medio Ambiente. Ciencia. Salud Parte A 56, 1058–1068 (2021).

Artículo CAS Google Scholar

Oliva, M., De Marchi, L., Cuccaro, A. & Pretti, C. Investigación ecotoxicológica basada en bioensayos sobre el impacto marino y de agua dulce de la basura de las colillas de cigarrillos. Reinar. Contaminación. 288, 117787 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Shen, M. y col. Colillas de cigarrillos fumadas: fuente inignorable de fibras microplásticas ambientales. Ciencia. Medio ambiente total. 791, 148384 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Araújo, MCB et al. Diferentes caras de las colillas de cigarrillo, la basura de playa más abundante a nivel mundial. Reinar. Ciencia. Contaminación. Res. 1–11 (2022).

de Araújo, MCB & da Costa, MF Colillas de cigarrillos en la basura de la playa: Instantánea de unas vacaciones de verano. Mar. Contaminación. Toro. 172, 112858 (2021).

Artículo PubMed Google Scholar

Lima, CF, Dos Santos Pinto, MA, Choueri, RB, Moreira, LB & Castro, Í. B. Presencia, caracterización, partición y toxicidad de las colillas de cigarrillos en una zona costera altamente urbanizada. Gestor de Residuos. 131, 10-19 (2021).

Artículo de Google Scholar

Belzagui, F., Buscio, V., Gutierrez-Bouzan, C. & Vilaseca, M. Las colillas de cigarrillos como fuente de microfibras con un nivel de microplástico preocupante. Ciencia. Medio ambiente total. 762, 144165 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Fataei, E., Samadi KHadem, R. y Ojaghi Aghchehkandi, A. Determinación de la estrategia óptima de gestión de residuos urbanos mediante análisis FODA: un estudio de caso en MeshginShahr, Irán. J. Adv. Reinar. Res. de Salud. https://doi.org/10.22102/jaehr.2022.321446.1265 (2022).

Artículo de Google Scholar

Patel, V., Thomson, GW & Wilson, N. Tirar colillas de cigarrillos en las calles de la ciudad: una nueva metodología de estudio y resultados. Tob. Control 22, 59–62 (2013).

Artículo PubMed Google Scholar

Araújo, MCB & Costa, MF Una revisión crítica del problema de la contaminación por colillas de cigarrillos en ambientes costeros. Reinar. Res. 172, 137-149 (2019).

Artículo PubMed Google Scholar

Kurmus, H. & Mohajerani, A. La toxicidad y las opciones de valorización de las colillas de cigarrillos. Gestión de residuos. 104, 104-118 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Green, ALR, Putschew, A. & Nehls, T. Colillas de cigarrillos tiradas como fuente de nicotina en aguas urbanas. J. hidrol. 519, 3466–3474 (2014).

Artículo de Google Scholar

Parker, TT y Rayburn, J. Una comparación del lixiviado de colillas de cigarrillos electrónicos y tradicionales sobre el desarrollo de embriones de Xenopus laevis. Toxico. Representante 4, 77–82 (2017).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Montalvão, MF, Sampaio, LLG, Gomes, HHF & Malafaia, G. Una visión de la citotoxicidad, genotoxicidad y mutagenicidad del lixiviado de colillas de cigarrillos ahumados mediante el uso de Allium cepa como sistema de prueba. Reinar. Ciencia. Contaminación. Res. 26, 2013-2021 (2019).

Artículo de Google Scholar

Novotny, TE et al. Consumo de tabaco y colillas en humanos y animales. Tob. Control 20, i17 – i20 (2011).

Artículo PubMed Google Scholar

Cardoso, LS et al. La exposición al agua con residuos de cigarrillos cambia la respuesta antidepredador en ratones albinos suizos hembra. Reinar. Ciencia. Contaminación. Res. 25, 8592–8607 (2018).

Artículo de Google Scholar

Yousefi, M., Kermani, M., Farzadkia, M., Godini, K. y Torkashvand, J. Desafíos del reciclaje de colillas de cigarrillos. Reinar. Ciencia. Contaminación. Res. 28, 30452–30458 (2021).

Artículo CAS Google Scholar

Dieng, H. y col. Convertir los residuos de colillas de cigarrillos en una herramienta de control alternativa contra un mosquito vector resistente a los insecticidas. Acta Trop. 128, 584–590 (2013).

Artículo PubMed Google Scholar

Dieng, H. y col. Las colillas de cigarrillos desechadas atraen a las hembras y matan a la progenie del Aedes albopictus. Mermelada. Mezquita. Asociación de Control. 27, 263–271 (2011).

Artículo PubMed Google Scholar

Sabzali, A., Nikaeen, M. y Bina, B. Evaluación del rendimiento de varillas de filtro de cigarrillos como portador de biopelícula en un reactor de biopelícula de lecho móvil anaeróbico. Reinar. Tecnología. 33, 1803–1810 (2012).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Yazdi, SK, Soltani, SM y Hosseini, S. en Investigación de Materiales Avanzados. 88–92 (Publicación Trans Tech).

Masoudi Soltani, S., Kazemi Yazdi, S., Hosseini, S. y Bayestie, I. Eliminación de plomo de una solución acuosa utilizando carbón carbonizado no modificado y modificado con ácido nítrico procedente de la pirólisis de filtros de cigarrillos usados. Tratamiento de Agua Desaladora. 53, 126-138 (2015).

Artículo CAS Google Scholar

Mohajerani, A., Kadir, AA & Larobina, L. Una propuesta práctica para resolver el problema mundial de las colillas de cigarrillos: reciclaje en ladrillos de arcilla cocida. Gestión de residuos. 52, 228–244 (2016).

Artículo PubMed Google Scholar

Mohajerani, A. en Investigación de Materiales Avanzados. 1723-1730 (Publicación Trans Tech).

Maderuelo-Sanz, R., Escobar, VG & Meneses-Rodríguez, JM Uso potencial de filtros de cigarrillos como absorbentes de sonido porosos. Aplica. Acústico. 129, 86–91 (2018).

Artículo de Google Scholar

Teixeira, MBDH et al. Desarrollo de procesos para el reciclaje de colillas de cigarrillos en pulpa de celulosa. Gestión de residuos. 60, 140-150 (2017).

Artículo MathSciNet Google Scholar

Lucatero, LMB et al. Estudios de inhibición de la corrosión de residuos de cigarrillos en la superficie del hierro en medio ácido: análisis electroquímico y de morfología superficial. Anticorrosivo. Métodos Mater. 63, 245–255 (2016).

Artículo CAS Google Scholar

Wang, Y., Jiang, M., Yang, Y. & Ran, F. Material de electrodo híbrido de nitruro de vanadio y fibra de carbono con residuos de colillas de cigarrillos e iones metálicos como precursor de supercondensadores. Electrochim. Acta 222, 1914-1921 (2016).

Artículo CAS Google Scholar

Liu, C., Chen, B., Yang, J. & Li, C. Fabricación en un solo paso de filtros de cigarrillos superhidrófobos y superoleofílicos para la separación de aceite y agua. J. Adhes. Ciencia. Tecnología. 29, 2399–2407 (2015).

Artículo CAS Google Scholar

Yusuf, A. et al. Una revisión de las tendencias emergentes en ciencia y tecnología de membranas para el tratamiento sostenible del agua. J. Limpio. Pinchar. 266, 121867 (2020).

Artículo CAS Google Scholar

Wu, W., Shi, Y., Liu, G., Fan, X. y Yu, Y. Desarrollo reciente de una membrana de ósmosis directa basada en óxido de grafeno para el tratamiento del agua: una revisión crítica. Desalación 491, 114452 (2020).

Artículo CAS Google Scholar

Wang, J. & Liu, X. Tecnología de ósmosis directa para el tratamiento del agua: avances recientes y perspectivas futuras. J. Limpio. Pinchar. 280, 124354 (2021).

Artículo CAS Google Scholar

Rezaee, R. y col. Evaluación de la eficiencia de una membrana nanohíbrida (PSF/ZnO) en la eliminación de materia orgánica natural del agua. J. Adv. Reinar. Res. de Salud. 10, https://doi.org/10.22102/jaehr.2022.339107.1286

Ghaseminezhad, SM, Barikani, M. & Salehirad, M. Desarrollo de una membrana de ósmosis inversa nanocompuesta de óxido de grafeno y acetato de celulosa para la desalinización de agua de mar. Compos. B Ing. 161, 320–327 (2019).

Artículo CAS Google Scholar

Wang, X. et al. Preparación, caracterización y estudio de rendimiento en desalinización de membranas de acetato de celulosa con aditivo MIL-53 (Fe). J. Miembro. Ciencia. 590, 117057 (2019).

Artículo CAS Google Scholar

Shi, Y., Li, C., He, D., Shen, L. y Bao, N. Preparación de membrana nanocompuesta de óxido de grafeno y acetato de celulosa para desalinización de alto flujo. J. Mater. Ciencia. 52, 13296–13306 (2017).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Dobaradaran, S. et al. Asociación de metales (Cd, Fe, As, Ni, Cu, Zn y Mn) con colillas de cigarrillos en la zona norte del Golfo Pérsico. Tob. Control 26, 461–463 (2017).

Artículo PubMed Google Scholar

Saeedi-Jurkuyeh, A., Jafari, AJ, Kalantary, RR y Esrafili, A. Una nueva membrana de ósmosis directa nanocompuesta sintética de película delgada modificada con óxido de grafeno y polietilenglicol para la eliminación de metales pesados de soluciones acuosas. Reaccionar. Función. Polimero. 146, 104397 (2020).

Artículo CAS Google Scholar

Mansourizadeh, A. & Javadi Azad, A. Preparación de membranas asimétricas de mezcla de polietersulfona/acetato de celulosa/polietilenglicol para la separación de aceite y agua. J. Polim. Res. 21, 1–9 (2014).

Artículo CAS Google Scholar

Han, B., Zhang, D., Shao, Z., Kong, L. & Lv, S. Preparación y caracterización de membranas de ultrafiltración de mezclas de acetato de celulosa/acetato de carboximetilcelulosa. Desalinización 311, 80–89 (2013).

Artículo CAS Google Scholar

Saeedi-Jurkuyeh, A., Jonidi Jafari, A., Kalantary, RR y Esrafili, A. Preparación de una membrana de ósmosis directa nanocompuesta de película delgada para la eliminación de microcontaminantes orgánicos de soluciones acuosas. Reinar. Tecnología. 42, 3011–3024 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Saljoughi, E., Amirilargani, M. & Mohammadi, T. Efecto de la concentración de poli (vinilpirrolidona) y la temperatura del baño de coagulación sobre la morfología, permeabilidad y estabilidad térmica de membranas asimétricas de acetato de celulosa. J. Aplica. Polimero. Ciencia. 111, 2537–2544 (2009).

Artículo CAS Google Scholar

Kim, J.-H. y Lee, K.-H. Efecto del aditivo PEG sobre la formación de membranas por inversión de fase. J. Miembro. Ciencia. 138, 153-163 (1998).

Artículo CAS Google Scholar

Abedini, R., Mousavi, SM y Aminzadeh, R. Una nueva membrana de acetato de celulosa (CA) que utiliza nanopartículas de TiO2: preparación, caracterización y estudio de permeación. Desalinización 277, 40–45 (2011).

Artículo CAS Google Scholar

Sivakumar, M., Mohan, DR, Rangarajan, R. y Tsujita, Y. Estudios sobre membranas de ultrafiltración de acetato de celulosa y polisulfona: I. Eff. Polimero. Compos. Polimero. En t. 54, 956–962 (2005).

CAS Google Académico

Fontananova, E., Jansen, JC, Cristiano, A., Curcio, E. & Drioli, E. Efecto de los aditivos en la solución de fundición sobre la formación de membranas de PVDF. Desalinización 192, 190-197 (2006).

Artículo CAS Google Scholar

Mansourizadeh, A. & Ismail, AF Efecto de los aditivos sobre la estructura y el rendimiento de membranas de fibra hueca de polisulfona para la absorción de CO2. J. Miembro. Ciencia. 348, 260–267 (2010).

Artículo CAS Google Scholar

Sukitpaneenit, P. y Chung, T.-S. Membranas de fibra hueca 333–360 (Elsevier, 2021).

Google Académico

Nagendran, A., Vijayalakshmi, A., Arockiasamy, DL, Shobana, K. y Mohan, D. Separación de iones metálicos tóxicos mediante membranas de mezcla de acetato de celulosa/poli (éter imida) sulfonada: efecto de la composición del polímero y el aditivo. J. Peligro. Madre. 155, 477–485 (2008).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Ahmad, A. y col. Efecto de la sílice sobre las propiedades de membranas de acetato de celulosa/polietilenglicol para ósmosis inversa. Desalinización 355, 1–10 (2015).

Artículo CAS Google Scholar

Zhao, P., Gao, B., Yue, Q., Liu, S. y Shon, HK El rendimiento de la ósmosis directa en el tratamiento de aguas residuales de alta salinidad que contienen metales pesados Ni2+. Química. Ing. J. 288, 569–576 (2016).

Artículo CAS Google Scholar

Mayordomo, E. et al. Tratamiento de agua en el punto de uso con ósmosis directa para socorro de emergencia. Desalinización 312, 23-30 (2013).

Artículo CAS Google Scholar

Chen, G.-J. y Lee, D.-J. Síntesis de membrana de ósmosis directa de acetato de celulosa/triacetato de celulosa asimétrica: optimización. J. Instituto de Taiwán. Química. Ing. 96, 299–304 (2019).

Artículo CAS Google Scholar

Katırcıoğlu, H., Aslım, B., Türker, AR, Atıcı, T. & Beyatlı, Y. Eliminación del ion cadmio (II) del sistema acuoso mediante biomasa seca, Oscillatoria sp viva inmovilizada e inactivada por calor. H1 aislado de agua dulce (Lago Mogán). Biorrecurso. Tecnología. 99, 4185–4191 (2008).

Artículo PubMed Google Scholar

Huang, C.-H., Chen, L. y Yang, C.-L. Efecto de los aniones sobre la coagulación electroquímica para la eliminación de cadmio. Sep. Purif. Tecnología. 65, 137-146 (2009).

Artículo CAS Google Scholar

Mehiguene, K., Garba, Y., Taha, S., Gondrexon, N. & Dorange, G. Influencia de las condiciones operativas en la retención de cobre y cadmio en soluciones acuosas mediante nanofiltración: resultados experimentales y modelización. Sep. Purif. Tecnología. 15, 181–187 (1999).

Artículo CAS Google Scholar

Murthy, Z. & Chaudhari, LB Separación de metales pesados binarios de soluciones acuosas mediante nanofiltración y caracterización de la membrana mediante el modelo de Spiegler-Kedem. Química. Ing. J. 150, 181–187 (2009).

Artículo CAS Google Scholar

Ahn, K.-H., Song, K.-G., Cha, H.-Y. y Yeom, I.-T. Eliminación de iones en agua de enjuague de galvanoplastia de níquel mediante nanofiltración a baja presión. Desalinización 122, 77–84 (1999).

Artículo CAS Google Scholar

Saitúa, H., Campderrós, M., Cerutti, S. & Padilla, AP Efecto de las condiciones de operación en la eliminación de arsénico del agua mediante membrana de nanofiltración. Desalinización 172, 173–180 (2005).

Artículo de Google Scholar

Ballet, GT, Gzara, L., Hafiane, A. & Dhahbi, M. Coeficientes de transporte y rechazo de sal de cadmio en membranas de nanofiltración. Desalinización 167, 369–376 (2004).

Artículo CAS Google Scholar

Ozaki, H., Sharma, K. y Saktaywin, W. Rendimiento de una membrana de ósmosis inversa de presión ultrabaja (ULPROM) para separar metales pesados: efectos de los parámetros de interferencia. Desalinización 144, 287–294 (2002).

Artículo CAS Google Scholar

Su, J., Yang, Q., Teo, JF y Chung, T.-S. Membranas de fibra hueca de nanofiltración de acetato de celulosa para procesos de ósmosis directa. J. Miembro. Ciencia. 355, 36–44 (2010).

Artículo CAS Google Scholar

Moradihamedani, P. & Abdullah, AH Membranas de ultrafiltración de mezcla de acetato de celulosa/polisulfona de alto rendimiento para la eliminación de metales pesados del agua. Ciencia del agua. Tecnología. 75, 2422–2433 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Idress, H. y col. Membranas Complexation-NF a base de acetato de celulosa para la eliminación de Pb (II) de aguas residuales. Ciencia. Rep. 11, 1-14 (2021).

Artículo de Google Scholar

Figoli, A. y col. Membranas de nanofiltración de acetato de celulosa para la remediación de cadmio. J. Miembro. Ciencia. Res. 6, 226–234 (2020).

Google Académico

Yu, H. y col. Separación de emulsión aceite-agua y adsorción de Cu (II) sobre una membrana a base de quitosano-acetato de celulosa-TiO2. Quimiosfera 235, 239–247 (2019).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Al-Wafi, R., Ahmed, M. & Mansour, S. Ajuste de las condiciones sintéticas de membranas nanofibrosas de óxido de grafeno/magnetita/hidroxiapatita/acetato de celulosa para eliminar Cr (VI), Se (IV) y azul de metileno de soluciones acuosas. J. Ing. de Procesos de Agua. 38, 101543 (2020).

Artículo de Google Scholar

Chou, WL, Yu, DG y Yang, MC La preparación y caracterización de una membrana de fibra hueca de acetato de celulosa cargada de plata para el tratamiento de agua. Polimero. Adv. Tecnología. 16, 600–607 (2005).

Artículo CAS Google Scholar

Nguyen, TPN, Yun, E.-T., Kim, I.-C. y Kwon, Y.-N. Preparación de membranas a base de triacetato de celulosa/acetato de celulosa (CTA/CA) para ósmosis directa. J. Miembro. Ciencia. 433, 49–59 (2013).

Artículo CAS Google Scholar

Mohammadi, T. & Saljoughi, E. Efecto de las condiciones de producción sobre la morfología y permeabilidad de membranas asimétricas de acetato de celulosa. Desalinización 243, 1–7 (2009).

Artículo CAS Google Scholar

Wara, NM, Francis, LF y Velamakanni, BV Adición de alúmina a membranas de acetato de celulosa. J. Miembro. Ciencia. 104, 43–49 (1995).

Artículo CAS Google Scholar

El-Din, LN, El-Gendi, A., Ismail, N., Abed, K. y Ahmed, AI Evaluación de membranas de acetato de celulosa con aditivos de nanotubos de carbono. J. Ind. Ing. Química. 26, 259–264 (2015).

Artículo CAS Google Scholar

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Los autores agradecen el apoyo financiero brindado por la Universidad de Ciencias Médicas de Irán, Teherán, Irán (Subvención No. 98-2-2-15471) (Código de Ética: IR.IUMS.REC.1398.664).

Centro de Investigación de Tecnología de Salud Ambiental, Universidad de Ciencias Médicas de Irán, Teherán, Irán

Javad Torkashvand, Roshanak Rezaei Kalantary, Mitra Gholami, Ali Esrafili y Mahdi Farzadkia

Departamento de Ingeniería de Salud Ambiental, Escuela de Salud Pública, Universidad de Ciencias Médicas de Irán, Teherán, Irán

Javad Torkashvand, Roshanak Rezaei Kalantary, Mitra Gholami, Ali Esrafili, Mahmood Yousefi y Mahdi Farzadkia

Departamento de Ingeniería de Salud Ambiental, Adjunto de Salud, Universidad de Ciencias Médicas de Guilan, Rasht, Irán

Alireza Saeedi-Jurkuyeh

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JT: Conceptualización, Metodología, Investigación, Análisis formal, Escritura—borrador original. AS-J., RRK, MG, AE, MY: Investigación, Metodología, Redacción: revisión; edición. MF: Metodología, Redacción: revisión; Edición, Supervisión. Todos los autores revisaron el manuscrito.

Correspondencia a Mahdi Farzadkia.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Torkashvand, J., Saeedi-Jurkuyeh, A., Rezaei Kalantary, R. et al. Preparación de una membrana de acetato de celulosa mediante reciclaje de colillas de cigarrillo e investigación de su eficacia para eliminar metales pesados de una solución acuosa. Representante científico 12, 20336 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-24432-x

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Recibido: 18 de septiembre de 2022

Aceptado: 15 de noviembre de 2022

Publicado: 25 de noviembre de 2022

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Preparación de una membrana de acetato de celulosa mediante reciclaje de colillas de cigarrillo e investigación de su eficacia para eliminar metales pesados ​​de una solución acuosa.

Preparación de una membrana de acetato de celulosa mediante reciclaje de colillas de cigarrillo e investigación de su eficacia para eliminar metales pesados de una solución acuosa.