Адсорбція аніонних барвників на стеблах кукурудзи, модифікованих поліаніліном: кінетика та термодинамічні дослідження
Extensive use of synthetic dyes in different industries has created a major pollution problem. Among various treatments, adsorption has been considered as an effective method due to its simplicity, availability and effectiveness in removing of dyes from wastewaters. In the current work, the composit...
Gespeichert in:
| Datum: | 2017 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2017
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/412 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| id |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-412 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2022-06-29T10:15:09Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
адсорбція кінетика термодинаміка аніонний барвник стебла кукурудзи поліанілін |
| spellingShingle |
адсорбція кінетика термодинаміка аніонний барвник стебла кукурудзи поліанілін Soldatkina, L. M. Zavrichko, M. A. Адсорбція аніонних барвників на стеблах кукурудзи, модифікованих поліаніліном: кінетика та термодинамічні дослідження |
| topic_facet |
adsorption kinetics thermodynamics anionic dye corn stalk polyaniline адсорбція кінетика термодинаміка аніонний барвник стебла кукурудзи поліанілін адсорбция кинетика термодинамика анионный краситель стебли кукурузы полианилин |
| format |
Article |
| author |
Soldatkina, L. M. Zavrichko, M. A. |
| author_facet |
Soldatkina, L. M. Zavrichko, M. A. |
| author_sort |
Soldatkina, L. M. |
| title |
Адсорбція аніонних барвників на стеблах кукурудзи, модифікованих поліаніліном: кінетика та термодинамічні дослідження |
| title_short |
Адсорбція аніонних барвників на стеблах кукурудзи, модифікованих поліаніліном: кінетика та термодинамічні дослідження |
| title_full |
Адсорбція аніонних барвників на стеблах кукурудзи, модифікованих поліаніліном: кінетика та термодинамічні дослідження |
| title_fullStr |
Адсорбція аніонних барвників на стеблах кукурудзи, модифікованих поліаніліном: кінетика та термодинамічні дослідження |
| title_full_unstemmed |
Адсорбція аніонних барвників на стеблах кукурудзи, модифікованих поліаніліном: кінетика та термодинамічні дослідження |
| title_sort |
адсорбція аніонних барвників на стеблах кукурудзи, модифікованих поліаніліном: кінетика та термодинамічні дослідження |
| title_alt |
Adsorption of anionic dyes on corn stalks modified by polyaniline: kinetics and thermodynamic studies Адсорбция анионных красителей на стеблях кукурузы, модифицированных полианилином: кинетика и термодинамические исследования |
| description |
Extensive use of synthetic dyes in different industries has created a major pollution problem. Among various treatments, adsorption has been considered as an effective method due to its simplicity, availability and effectiveness in removing of dyes from wastewaters. In the current work, the composite “corn stalks-рolyaniline” (CS-PAN) is proposed to be used as alternative adsorbent to expensive activated carbons. We have synthesized the new composite by the chemical polymerization of aniline on the surface of corn stalks using (NH4)2S2O8 as an oxidation agent and H3PO4 as a dopant. The composite was characterized by using Fourier infrared spectroscopy, specific surface area analysis, pH of point zero charge, bulk density, and total pore volume. In comparison with corn stalks, the composite CS-PAN had a high adsorption capacity and efficiency toward anionic dyes (Acid Red and Acid Orange) in the aqueous medium. The adsorption process attains equilibrium within 120–150 min. The adsorption of the acid dyes increased on CS-PAN composite with increase in temperature. It indicates that the adsorption is an endothermic process. Kinetic studies revealed the adsorption process was best described by the reaction model of pseudo-second order than pseudo-first order. The activation energy of adsorption was calculated as 13.1 and 7.8 kJ/mol for Acid Red and Acid Orange, respectively. Equilibrium adsorption studies of the anionic dyes on CS-PAN indicated the Langmuir equation fit better than the Freundlich equation. Maximum adsorption capacity CS-PAN was calculated at different temperatures (303, 313, and 328 K) as 7.0·10–5, 8.3·10–5, 10.7·10–5and 9.8·10–5, 12.2·10–5, 16.0·10–5 mol/g toward Acid Red and Acid Orange, respectively. The values of the standard free energy change have been calculated as -29.6, -30.7, -32.6 for Acid Red and -30.1, -31.1, -32.7 kJ/mol for Acid Orange at 303, 313, and 323 K, respectively, which indicating that a spontaneous process occurred. Calculations indicated that the enthalpy changes of adsorption were 6.7 and 1.3 kJ/mol for Acid Red and Acid Orange, respectively. Besides, the calculated standard entropy changes of adsorption were 107 and 85 J/mol K for Acid Red and Acid Orange, respectively. Consequently, the composite CS-PAN, an inexpensive, easily synthesized, and efficient adsorbent, could be an alternative for more costly adsorbents used for removal of anionic dyes in wastewater treatment. |
| publisher |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2017 |
| url |
https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/412 |
| work_keys_str_mv |
AT soldatkinalm adsorptionofanionicdyesoncornstalksmodifiedbypolyanilinekineticsandthermodynamicstudies AT zavrichkoma adsorptionofanionicdyesoncornstalksmodifiedbypolyanilinekineticsandthermodynamicstudies AT soldatkinalm adsorbciâanionnyhkrasitelejnasteblâhkukuruzymodificirovannyhpolianilinomkinetikaitermodinamičeskieissledovaniâ AT zavrichkoma adsorbciâanionnyhkrasitelejnasteblâhkukuruzymodificirovannyhpolianilinomkinetikaitermodinamičeskieissledovaniâ AT soldatkinalm adsorbcíâaníonnihbarvnikívnasteblahkukurudzimodifíkovanihpolíanílínomkínetikatatermodinamíčnídoslídžennâ AT zavrichkoma adsorbcíâaníonnihbarvnikívnasteblahkukurudzimodifíkovanihpolíanílínomkínetikatatermodinamíčnídoslídžennâ |
| first_indexed |
2025-07-22T19:32:53Z |
| last_indexed |
2025-09-24T16:59:14Z |
| _version_ |
1844168275828670464 |
| spelling |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-4122022-06-29T10:15:09Z Adsorption of anionic dyes on corn stalks modified by polyaniline: kinetics and thermodynamic studies Адсорбция анионных красителей на стеблях кукурузы, модифицированных полианилином: кинетика и термодинамические исследования Адсорбція аніонних барвників на стеблах кукурудзи, модифікованих поліаніліном: кінетика та термодинамічні дослідження Soldatkina, L. M. Zavrichko, M. A. adsorption kinetics thermodynamics anionic dye corn stalk polyaniline адсорбція кінетика термодинаміка аніонний барвник стебла кукурудзи поліанілін адсорбция кинетика термодинамика анионный краситель стебли кукурузы полианилин Extensive use of synthetic dyes in different industries has created a major pollution problem. Among various treatments, adsorption has been considered as an effective method due to its simplicity, availability and effectiveness in removing of dyes from wastewaters. In the current work, the composite “corn stalks-рolyaniline” (CS-PAN) is proposed to be used as alternative adsorbent to expensive activated carbons. We have synthesized the new composite by the chemical polymerization of aniline on the surface of corn stalks using (NH4)2S2O8 as an oxidation agent and H3PO4 as a dopant. The composite was characterized by using Fourier infrared spectroscopy, specific surface area analysis, pH of point zero charge, bulk density, and total pore volume. In comparison with corn stalks, the composite CS-PAN had a high adsorption capacity and efficiency toward anionic dyes (Acid Red and Acid Orange) in the aqueous medium. The adsorption process attains equilibrium within 120–150 min. The adsorption of the acid dyes increased on CS-PAN composite with increase in temperature. It indicates that the adsorption is an endothermic process. Kinetic studies revealed the adsorption process was best described by the reaction model of pseudo-second order than pseudo-first order. The activation energy of adsorption was calculated as 13.1 and 7.8 kJ/mol for Acid Red and Acid Orange, respectively. Equilibrium adsorption studies of the anionic dyes on CS-PAN indicated the Langmuir equation fit better than the Freundlich equation. Maximum adsorption capacity CS-PAN was calculated at different temperatures (303, 313, and 328 K) as 7.0·10–5, 8.3·10–5, 10.7·10–5and 9.8·10–5, 12.2·10–5, 16.0·10–5 mol/g toward Acid Red and Acid Orange, respectively. The values of the standard free energy change have been calculated as -29.6, -30.7, -32.6 for Acid Red and -30.1, -31.1, -32.7 kJ/mol for Acid Orange at 303, 313, and 323 K, respectively, which indicating that a spontaneous process occurred. Calculations indicated that the enthalpy changes of adsorption were 6.7 and 1.3 kJ/mol for Acid Red and Acid Orange, respectively. Besides, the calculated standard entropy changes of adsorption were 107 and 85 J/mol K for Acid Red and Acid Orange, respectively. Consequently, the composite CS-PAN, an inexpensive, easily synthesized, and efficient adsorbent, could be an alternative for more costly adsorbents used for removal of anionic dyes in wastewater treatment. Химической полимеризацией анилина на поверхности стеблей кукурузы (СК) с помощью окислителя (NH4)2S2O8 и допанта H3PO4 получен композит СК–ПАН.Его использовали в качестве нового адсорбента для адсорбции анионных красителей (кислотного красного и кислотного оранжевого). Изучена кинетика и термодинамика адсорбции красителей из водных растворов на СК и СК–ПАН. Кинетика адсорбции красителей с помощью СК и СК-ПАН хорошо описывается моделью псевдо-второго порядка. Равновесные данные проанализированы с помощью уравнений изотерм Фрейндлиха и Ленгмюра. Модель Ленгмюра лучше описывает экспериментальные изотермы адсорбции, чем модель Фрейнлдиха.Термодинамических расчеты показали, что адсорбция является спонтанным и эндотермическим процессом. Хімічною полімеризацією аніліну на поверхні стебел кукурудзи (СК) за допомогою окиснювача (NH4)2S2O8, та допанта H3PO4отримано композит СК-ПАН. Його застосували як новий адсорбент для адсорбціїаніонних барвників (кислотного червоного і кислотного жовто-гарячого). Вивчено кінетику та термодинаміку адсорбції барвників з водних розчинів на СК та СК-ПАН.Кінетика адсорбції барвників за допомогою СК та СК-ПАН добре описується моделлю псевдо-другого порядку. Рівноважні дані проаналізовані за допомогою рівнянь ізотерм Фрейндліха і Ленгмюра. Модель Ленгмюра краще описує експериментальні ізотерми адсорбції, ніж модель Фрейндліха. Термодинамічні розрахунки показали, що адсорбція є спонтанним і ендотермічним процесом. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2017-02-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/412 10.15407/hftp08.01.044 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 8 No. 1 (2017): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 44-55 Химия, физика и технология поверхности; Том 8 № 1 (2017): Химия, физика и технология поверхности; 44-55 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 8 № 1 (2017): Хімія, фізика та технологія поверхні; 44-55 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp08.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/412/409 Copyright (c) 2017 L. M. Soldatkina, M. A. Zavrichko |