Removal of methylene blue dye from aqueous solutions by bentonite and cement kiln dust : comparative study of adsorption equilibrium, kinetic, and thermodynamic
Other Title(s)
إزالة صبغة الميثيلين الزرقاء من المحاليل المائية بواسطة معدن البنتونيت و التراب الإسمنتي : دراسة مقارنة لحركية و اتزان الادمصاص و الديناميكا الحرارية
Author
Source
Alexandria Science Exchange Journal
Issue
Vol. 42, Issue 3 (30 Sep. 2021), pp.629-644, 16 p.
Publisher
Publication Date
2021-09-30
Country of Publication
Egypt
No. of Pages
16
Main Subjects
Earth Sciences, Water and Environment
Agriculture
Topics
- Temperatures
- Comparative analysis
- Cement
- Spectrometers
- Electron microscopes
- X-rays
- Thermodynamics
- Physical properties
- Infrared
- Diffraction
- Scanning electron microscopes
- X-ray spectroscopy
- Heat equation
- Kilns
- Aqueous solutions
- Methylene blue
Abstract AR
قامت الدراسة بمقارنة عملية إزالة صبغة الميثيلين الزرقاء(MB) من المحاليل المائية بواسطة معدن طبيعى هو البنتونيت (Bent) و تراب الأسمنت(CKD) كناتج ثانوى من عملية تصنيع الاسمنت.
وتم دراسة خواص معدن البنتونيت و كذلك التراب الاسمنتى بواسطة انحراف الأشعة السينية (XRD) وومضان الأشعة السينية (XRF) و وكذلك السطح النوعى و التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء (FTIR) وتحت الميكروسكوب الالكترونى ((SEM لتوضيح الاختلافات في الخصائص الفيزيائية و الكيميائية.
أجريت تجارب الادمصاص على دفعات للمقارنة بين اداء البنتونيت و CKDلازالة صبغة الميثيلين الزرقاءتحت الظروف المختلفة من اختلاف التركيز الاولى وكميات المادة المادصة و درجات ال pHالمختلفة و تركيزات الملوحة و كذلك درجات الحرارة المختلفة.
كما تم دراسة حركية الادمصاص من خلال النماذج المختلفة وهى نموذج الحركية الاسية و نموذج Elovich و نموذج الدرجة الاولى و الثانية.
ووجد تطابق واضح و بشكل جيد لنموذج الدرجة الثانية مع جميع التركيزات الاولية المختبرة (50-300 ملجرام/لتر).
كما تم دراسة و تقييم عملية ادمصاص بواسطة النماذج المختلفة للاتزان وهى نموذج فرندلخ و نموذج لانجومير و نموذج تمكن.
وقد توافقت النتائج التجريبية المتحصل عليها جيدا مع نموذج لانجومير.
وقد أظهر البنتونيت قدرة ادمصاصية (3257.33 مجم / جم) أعلى من المتحصل عليها بواسطة CKD (2150.54 مجم / جم).
و لوحظ زيادة في كفائة عملية ازالة صبغة الميثيلين الزرقاءلكل من المادتين المختبرين مع زيادة درجة الحرارة من 298 إلى 323 كلفن.
و بدراسة و حساب الثوابت الثيرموديناميكية وجد أن العملية كانت تلقائية و التفاعل ماصة للحرارة.
و أوضحت النتائج المتحصل عليها أن كلا المادتين فعالة و منخفضة التكلفة من أجل إزالة صبغة الميثيلين الزرقاء مع وجود فعالية اكبر للبنتونيت في عملية الازالة و امتياز لـCKD لعدم وجود تكلفة.
Abstract EN
This study compared the methylene blue (MB) removal from aqueous solution by natural bentonite (Bent) and cement kiln dust (CKD).
Bentonite and CKD were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), Brunauer Emmett Teller (BET) specific surface area, Fourier transform infrared (FTIR), and scanning electron microscopy (SEM).
The comparison between bentonite and CKD in the removal of MB dye was investigated in different conditions including initial MB concentration, adsorbent doses, pH, salt concentration, and temperature by batch experiments.
Adsorption kinetics results were fitted with fractional power, Elovich, pseudo-first-order, pseudo-second-order, and intra-particle diffusion equations.
The pseudo-second-order model was well fitted for experimental results at the different tested initial concentrations (50-300 mgMB/L).
Equilibrium adsorption data were evaluated by Freundlich and Langmuir and Temkin models.
The experimental results fitted very well by the Langmuir isotherm model.
Bentonite exhibited the largest adsorption capacity (3257.33 mg/g) than CKD (2150.54 mg/g).
Increasing the temperature from 298K to 323 oK convinced an increase of the adsorption of MB dye by both sorbents and the process was found to be endothermic and spontaneous.
The obtained results indicated that both adsorbents are efficient and low-cost adsorbents for effective removal of MB dye with privilege in the efficiency for bentonite and with no cost for CKD.
American Psychological Association (APA)
al-Rifai, Ahmad Abd al-Khaliq. 2021. Removal of methylene blue dye from aqueous solutions by bentonite and cement kiln dust : comparative study of adsorption equilibrium, kinetic, and thermodynamic. Alexandria Science Exchange Journal،Vol. 42, no. 3, pp.629-644.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1251450
Modern Language Association (MLA)
al-Rifai, Ahmad Abd al-Khaliq. Removal of methylene blue dye from aqueous solutions by bentonite and cement kiln dust : comparative study of adsorption equilibrium, kinetic, and thermodynamic. Alexandria Science Exchange Journal Vol. 42, no. 3 (Jul. / Sep.2021), pp.629-644.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1251450
American Medical Association (AMA)
al-Rifai, Ahmad Abd al-Khaliq. Removal of methylene blue dye from aqueous solutions by bentonite and cement kiln dust : comparative study of adsorption equilibrium, kinetic, and thermodynamic. Alexandria Science Exchange Journal. 2021. Vol. 42, no. 3, pp.629-644.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1251450
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
-
Record ID
BIM-1251450
