Title of article
Adsorption, Kinetic and Thermodynamic Study for Removal of Nickel Ions by Activated Carbon from Palm Kernel
Author/Authors
Erhayem, M. Chemistry Department - Faculty of Science - Sebha University - Sebha, Libya , Gaith, R. Department of Chemistry - Faculty of Science - Sirte University - Sirte, Libya , Otman, O. E. Chemistry Department - Faculty of Science - Sebha University - Sebha, Libya , Frage, M. U. Chemistry Department - Faculty of Science - Sebha University - Sebha, Libya
Pages
12
From page
339
To page
350
Abstract
Palm kernel (PK) was activated by chemical activation (HNO3 at 230oC) to remove Ni(II) ions from aqueous solutions. Physicochemical properties of PK were reported. FT-IR analysis revealed changes in wave numbers and absorbance indicating Ni(II) adsorption onto activated carbon-PK surface. Energy dispersive X-ray fluorescence technique was used to determine the content of metals in activated carbon-PK and showed the metals found in activated carbon-PK were in recommended human usages. The maximum removal of Ni(II) ions was to be 49.7% at pH 4.6 and the equilibrium reached at 80 min. The removal efficiency of Ni(II) ions increased as the dosage of activated-PK increases and the optimum amount of activated carbon-PK dose was found to be 70 mg. The optimum pH was 4.6. The isotherm, kinetics and thermodynamics were studied. The Ni(II)- activated carbon-PK adsorption was found to follow the Freundlich isotherm based on correlation coefficient (R2) values and to be physical adsorption from the mean free energy found by Dubinin-Radushkevich, which confirmed by isothermal microcalorimetry data and the heat of sorption process using Temkin Isotherm model to be 1.58 kJ/mol. The adsorption kinetic data were described well by a second order, with the kinetic constant rates in the range of 1.82-83.5 g/g.min and was not controlled by intra-particle diffusion model. The thermodynamic studies showed that the Ni(II)-ACPK adsorption process is exothermic due to the negative values of ΔH (-30.9 J/mol) and is physical nature process due to the negative values of ΔS (-14.9 J/mol). The magnitude of Ea is 15.04 kJ/mol, which is proven the physical adsorption in nature.
Farsi abstract
هسته نخل ( PK ) با فعال سازي شيميايي ( 3HNO در 230 درجه سانتيگراد) فعال شد تا يون هاي Ni (II) از محلول هاي آبي حذف شود. خواص فيزيكوشيميايي PK گزارش شده است. تجزيه و تحليل FT-IR تغيير در تعداد موج و ميزان جذب را نشان مي دهد Ni(II) جذب بر روي سطح كربن- PK فعال است. براي تعيين محتواي فلزات در كربن فعال- PK از روش فلورسانس اشعه ايكس پراكندگي انرژي استفاده شد و نشان داد كه فلزات موجود در كربن فعال- PK در كاربردهاي توصيه شده انساني است. حداكثر حذف يون هاي Ni(II) قرار بود 7 / 49 درصد در pH 4.6 باشد و تعادل در 80 دقيقه برسد. بازده حذف يونهاي Ni(II) با افزايش دوز PK-activated افزايش يافته و مقدار بهينه دوز كربن - PK فعال 70 ميلي گرم يافت. pH مطلوب 4.6 بود. ايزوترم ، سينتيك و ترموديناميك مورد مطالعه قرار گرفت. جذب Ni(II) – كربن- PK فعال براي پيروي از ايزوترم فروندليچ بر اساس مقادير ضريب همبستگي و جذب فيزيكي از ميانگين انرژي آزاد يافت شده توسط Dubinin-Radushkevich ، كه توسط داده هاي ميكرو كالري متري ايزوترمال تأييد شده است ، پيدا شد.
گرماي فرآيند جذب با استفاده از مدل Temkin Isotherm 1.58 كيلوژول بر مول است. داده هاي جنبشي جذب به ترتيب دوم با سرعت ثابت جنبشي در محدوده 1.82 - 83.5 گرم در گرم در دقيقه به خوبي توصيف شدند و توسط مدل انتشار درون ذره اي كنترل نشدند. مطالعات ترموديناميكي نشان داد كه فرآيند جذب Ni(II) -ACPK Δ به دليل مقادير منفي H (9/30-J/mol) Δ گرمازا است و به دليل مقادير منفي S (9/14-J / mol) فرآيند طبيعي است. بزرگي Ea 15.04 kJ/mol است، كه جذب فيزيكي در طبيعت ثابت شده است.
Keywords
Adsorption isotherms , Adsorption kinetic , Nickel , Palm kernel , Thermodynamic
Journal title
Iranian Journal of Energy and Environment
Serial Year
2020
Record number
2581168
Link To Document