بررسي ترموديناميك و سينتيك جذب سطحي اسيد سيتريك توسط سبوس برنج

Thermodynamic and kinetic investigation of citric acid adsorption by rice bran

هدف از اين پژوهش، بررسي امكان استفاده از سبوس برنج به منزلۀ جاذبي طبيعي براي حذف اسيدسيتريك از محلول هاي آبي و تأثير پارامترهاي موثر نظير دما، زمان، غلظت اوليه اسيد و مقدار جاذب بر فرايند جذب سطحي آن است. برازش تجربي جذب اسيدسيتريك از محلول هاي آبي با استفاده از چندين مدل جذبي انجام شد. همچنين ترموديناميك و سينتيك جذب آن تحت بررسي قرار گرفت. نتايج بررسي اثر زمان بر فرآيند جذب اسيد سيتريك روي سبوس برنج نشان داد كه پس از 60 دقيقه فرآيند جذب به تعادل مي رسد. همچنين نتايج نشان داد كه با افزايش دما و غلظت اوليه اسيدسيتريك، ميزان جذب اسيدسيتريك كاهش يافت و در مقابل، با افزايش مقدار جاذب و زمان، ميزان جذب نيز افزايش نشان داد. در ضمن مقدار بهينۀ جاذب 4 گرم به دست آمد. نتايج بررسي معادلات لانگ موير، فروندليش و تمكين نشان داد كه بهترين مدل تطبيق يافته با داده هاي اين آزمايش، مدل جذب سطحي فروندليش است. همچنين منفي بودن تغيير انرژي آزاد گيبس  و تغييرات آنتالپي نشان دهندۀ خود به خودي بودن و گرمازا بودن واكنش است. بنابراين، براساس نتايج اين مطالعه، سبوس برنج كارآيي خوبي در حذف اسيد سيتريك از محيط‌هاي آبي دارد.

The aim of this study was to investigate the possibility of using rice bran as a natural adsorbent for the removal of citric acid from water and the effect of temperature, time, initial concentration of adsorbate and adsorbent concentration on the adsorption process. Fitting experimental data was performed using several adsorption models. Also, the thermodynamics and kinetics of adsorption have been studied. The equilibrium was reached after 60 minutes. The results showed that removal of citric acid decreased as temperature and initial concentration of citric acid increased in contrast, it increased as adsorbent concentration and time increased. In addition, the optimum adsorbent weight was obtained to be 4g. Freundlich isotherm was found to be a better fit than other isotherms. The thermodynamic study showed that the adsorption process was exothermic and spontaneous in nature. The adsorption of citric acid on the rice bran followed reversible second-order rate kinetics. This study showed that rice bran efficiently removed the citric acid from aqueous solutions.