Title of article :
Removal of Pb2+ Ions from Aqueous Solutions by Modified Magnetic Graphene Oxide: Adsorption Isotherms and Kinetics Studies
Author/Authors :
Ramezani, G. Department of Chemical Engineering - Marvdasht Branch - Islamic Azad University - Marvdasht, Iran , Moradi, S. E. Department of Chemistry - Marvdasht Branch - Islamic Azad University - Marvdasht, Iran , Emadi, M. Department of Chemistry - Marvdasht Branch - Islamic Azad University - Marvdasht, Iran
Abstract :
Graphene oxide based nano-composites have attracted huge attention for wastewater treatment specially removal of heavy metals. This paper reports adsorption of Pb2+ onto modified magnetic graphene oxide with chitosan and cysteine (GO/Fe3O4/Chi/Cys). To study the adsorbent morphology, Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM) and Fourier Transform Infrared Spectrometer (FTIR) were used in different stages of surface modification. In order to reveal the nature of sorption process, linear forms of different adsorption isotherms such as Langmuir, Freundlich, Tempkin, and Dubinin–Radushkevich were studied. Experimental data were fitted well by Langmuir model with a maximum monolayer coverage capacity (qmax) of 86.21mgg⁄. Prediction of qmax from Langmuir model was in good agreement with maximum empirical adsorption capacity (qexp=85.4mgg⁄). Various types of kinetic models such as pseudo-first-order, pseudo-second-order, Elovich, and intra particle diffusion were investigated to determine characteristic parameters in the adsorption process. The kinetic studies showed that pseudo-second-order model represents the adsorption process better than others due to its high correlation coefficient (R2=0.9996). Therefore, the adsorption process is chemisorption.
Farsi abstract :
نانو كامپوزيت هاي مبتني بر اكسيد گرافن توجه زيادي را براي تصفيه فاضلاب به ويژه حذف فلزات سنگين جلب كردهاند. در اين مقاله نتيجه ارزيابي جذب Pb2+ بر روي اكسيد گرافن مغناطيسي اصلاح شده با كيتوزان و سيستئين (GO/Fe3O4/Chi/Cys) گزارش شده است . براي مطالعه مورفولوژي جاذب، ميكروسكوپ الكتروني روبشي انتشار ميداني (FE-SEM) و طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) در مراحل مختلف اصلاح سطح استفاده شد . به منظور آشكار كردن ماهيت فرآيند جذب، به ترتيب فرم خطي ايزوترمهاي مختلف جذب مانند لانگموير، فروندليچ، تمپكين و دوبينين - رادوشكويچ مورد بررسي قرار گرفت . دادههاي آزمايشي با حداكثر ظرفيت پوشش تك لايه (qmax= 86.21mgg⁄) به خوبي توسط مدل لانگموير برازش داده شد. پيشبيني qmax از
مدل لانگمير با حداكثر ظرفيت جذب تجربي (qexp=85.4mgg⁄) مطابقت خوبي داشت . انواع مختلف مدلهاي سينيتيكي مانند شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، الوويچ و انتشار ذرات براي تعيين پارامترهاي مشخصه در فرآيند جذب مورد بررسي قرار گرفت .مطالعات سينيتيكي نشان داد كه مدل شبه مرتبه دوم به دليل ضريب همبستگي بالاتر (R2=0.9996) ، فرآيند جذب را بهتر از سايرين نشان ميدهد . بنا براين، فرآيند جذب شيميايي است.
Keywords :
Graphene , Adsorption isotherm , Kinetics , Surface modification
Journal title :
Iranian Journal of Energy and Environment