Published November 1, 2022 | Version v1
Publication Metadata-only

Fluoride adsorption enhancement of Calcined-Kaolin/Hydroxyapatite composite

Creators

  • 1. Khon Kaen University
  • 2. Nagaoka University of Technology
  • 3. Rajamangala University of Technology Isan
  • 4. The Royal College Of Anesthesiologists Of Thailand

Description

The use of waste or natural resources is an interesting approach to preparing adsorbent materials. Most adsorption materials are powder-based, making them impractical for a variety of applications. In this work, the natural kaolin clay and hydroxyapatite synthesized from biogenic waste were studied as defluoridation materials. The point of zero charge (pHPZC), the fluoride adsorption capability and the adsorption isotherm of calcined kaolin and mixed calcined kaolin/hydroxyapatite in both powdered and moulded forms were investigated. The hardness of the moulded (post-formed) samples was tested before and after in immersion in a fluoride solution. The maximum hardness was 15.8 kilo-pounds for the post-formed calcined kaolin sample. Sample hardness values slightly decreased after immersion in a fluoride solution due to the formation of micro-cracks. Most samples presented high pHPZC values, implying that these materials are suitable for the capture of fluoride anions. The adsorption properties varied with the ratio of calcined kaolin to hydroxyapatite. These properties for post-formed samples were different from those in powdered form. Post-formed samples showed higher fluoride adsorption. The maximum fluoride adsorption capacity and efficiency of the post-formed samples (calcined kaolin) at pH 3 were 1.74 F− mg/g and 87%, respectively. The sorption of fluoride of hydroxyapatite and mixed calcined kaolin/hydroxyapatite powders was found to have the form of the Langmuir isotherm, which indicates a monolayer adsorption on the adsorbent surface. Isotherms of calcined kaolin powder, post-formed calcined kaolin and mixed calcined kaolin/hydroxyapatite samples followed the Freundlich isotherm, which indicates multilayer adsorption on a heterogenous adsorbent surface.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعد استخدام النفايات أو الموارد الطبيعية نهجًا مثيرًا للاهتمام لإعداد المواد الممتزة. تعتمد معظم مواد الامتزاز على المسحوق، مما يجعلها غير عملية لمجموعة متنوعة من التطبيقات. في هذا العمل، تمت دراسة طين الكاولين الطبيعي والهيدروكسيباتيت المركب من النفايات الحيوية كمواد لإزالة الفلورة. تم فحص نقطة الشحنة الصفرية (pHPZC)، وقدرة امتزاز الفلورايد ومتساوي حرارة الامتزاز للكاولين المكلس والكاولين/الهيدروكسيباتيت المكلس المختلط في كل من الأشكال المسحوقة والمصبوبة. تم اختبار صلابة العينات المقولبة (بعد التشكيل) قبل وبعد الغمر في محلول الفلورايد. كان الحد الأقصى للصلابة 15.8 كيلو رطل لعينة الكاولين المكلس بعد التشكيل. انخفضت قيم صلابة العينة قليلاً بعد الغمر في محلول الفلورايد بسبب تكوين الشقوق الدقيقة. قدمت معظم العينات قيم pHPZC عالية، مما يعني أن هذه المواد مناسبة لالتقاط أنيون الفلورايد. اختلفت خصائص الامتزاز مع نسبة الكاولين المكلس إلى هيدروكسي أباتيت. كانت هذه الخصائص للعينات بعد التشكيل مختلفة عن تلك الموجودة في شكل مسحوق. أظهرت العينات اللاحقة امتزازًا أعلى للفلورايد. بلغت أقصى قدرة امتصاص للفلورايد وكفاءة العينات المتكونة بعد ذلك (الكاولين المكلس) عند الرقم الهيدروجيني 3 1.74 فهرنهايت- ملغ/غرام و 87 ٪ على التوالي. وجد أن امتصاص فلوريد الهيدروكسي أباتيت ومساحيق الكاولين/الهيدروكسي أباتيت المكلس المختلط له شكل متساوي الحرارة Langmuir، مما يشير إلى امتزاز أحادي الطبقة على سطح الامتزاز. تبع التساوي الحراري لمسحوق الكاولين المكلس والكاولين المكلس بعد التشكيل وعينات الكاولين/الهيدروكسيباتيت المكلس المختلط التساوي الحراري Freundlich، مما يشير إلى الامتزاز متعدد الطبقات على سطح ماص غير متجانس.

Translated Description (French)

L'utilisation de déchets ou de ressources naturelles est une approche intéressante pour préparer des matériaux adsorbants. La plupart des matériaux d'adsorption sont à base de poudre, ce qui les rend peu pratiques pour une variété d'applications. Dans ce travail, l'argile naturelle de kaolin et l'hydroxyapatite synthétisées à partir de déchets biogéniques ont été étudiées comme matériaux de défluoration. Le point de charge nulle (pHPZC), la capacité d'adsorption du fluorure et l'isotherme d'adsorption du kaolin calciné et du mélange kaolin calciné/hydroxyapatite sous forme pulvérulente et moulée ont été étudiés. La dureté des échantillons moulés (post-formés) a été testée avant et après immersion dans une solution de fluorure. La dureté maximale était de 15,8 kilo-livres pour l'échantillon de kaolin calciné post-formé. Les valeurs de dureté de l'échantillon ont légèrement diminué après immersion dans une solution de fluorure en raison de la formation de microfissures. La plupart des échantillons présentaient des valeurs de pHPZC élevées, ce qui implique que ces matériaux conviennent à la capture d'anions fluorures. Les propriétés d'adsorption varient avec le rapport du kaolin calciné à l'hydroxyapatite. Ces propriétés pour les échantillons post-formés étaient différentes de celles sous forme de poudre. Les échantillons postformés ont montré une adsorption plus élevée du fluor. La capacité maximale d'adsorption du fluorure et l'efficacité des échantillons post-formés (kaolin calciné) à pH 3 étaient de 1,74 F− mg/g et 87 %, respectivement. La sorption du fluorure d'hydroxyapatite et des poudres mixtes de kaolin calciné/hydroxyapatite s'est avérée avoir la forme de l'isotherme de Langmuir, ce qui indique une adsorption monocouche sur la surface adsorbante. Les isothermes de poudre de kaolin calciné, de kaolin calciné post-formé et d'échantillons mixtes kaolin calciné/hydroxyapatite ont suivi l'isotherme de Freundlich, qui indique une adsorption multicouche sur une surface adsorbante hétérogène.

Translated Description (Spanish)

El uso de residuos o recursos naturales es un enfoque interesante para la preparación de materiales adsorbentes. La mayoría de los materiales de adsorción están basados en polvo, lo que los hace poco prácticos para una variedad de aplicaciones. En este trabajo se estudiaron como materiales de desfluoración la arcilla de caolín natural y la hidroxiapatita sintetizada a partir de residuos biogénicos. Se investigó el punto de carga cero (pHPZC), la capacidad de adsorción de fluoruro y la isoterma de adsorción de caolín calcinado y caolín/hidroxiapatita calcinado mixto en forma de polvo y moldeado. La dureza de las muestras moldeadas (postformadas) se probó antes y después de la inmersión en una solución de fluoruro. La dureza máxima fue de 15,8 kilo-libras para la muestra de caolín calcinado postformado. Los valores de dureza de la muestra disminuyeron ligeramente después de la inmersión en una solución de fluoruro debido a la formación de microgrietas. La mayoría de las muestras presentaron altos valores de pHPZC, lo que implica que estos materiales son adecuados para la captura de aniones fluoruro. Las propiedades de adsorción variaron con la relación de caolín calcinado a hidroxiapatita. Estas propiedades para las muestras posformadas fueron diferentes de las de la forma en polvo. Las muestras postformadas mostraron una mayor adsorción de fluoruro. La capacidad máxima de adsorción de fluoruro y la eficiencia de las muestras postformadas (caolín calcinado) a pH 3 fueron 1.74 F− mg/g y 87%, respectivamente. Se encontró que la sorción de fluoruro de hidroxiapatita y polvos mixtos de caolín/hidroxiapatita calcinados tenía la forma de la isoterma de Langmuir, lo que indica una adsorción monocapa en la superficie adsorbente. Las isotermas de polvo de caolín calcinado, caolín calcinado posformado y muestras mixtas de caolín calcinado/hidroxiapatita siguieron la isoterma de Freundlich, que indica adsorción multicapa en una superficie adsorbente heterogénea.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تعزيز امتزاز الفلوريد لمركب الكاولين/الهيدروكسيباتيت المكلس
Translated title (French)
Amélioration de l'adsorption du fluorure du composite kaolin calciné/hydroxyapatite
Translated title (Spanish)
Mejora de la adsorción de fluoruro del compuesto de caolín calcinado/hidroxiapatita

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4294486546
DOI
10.1016/j.arabjc.2022.104220

Is supplement to
https://openalex.org/W4360843076 (Other)
https://openalex.org/W4238221389 (Other)
https://openalex.org/W2796233903 (Other)
https://openalex.org/W2119722865 (Other)
https://openalex.org/W2105505569 (Other)
https://openalex.org/W2081467025 (Other)
https://openalex.org/W2032361985 (Other)
https://openalex.org/W2004873819 (Other)
https://openalex.org/W1980422445 (Other)
https://openalex.org/W1969539204 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1574614866
  • https://openalex.org/W1969210032
  • https://openalex.org/W1974178872
  • https://openalex.org/W1974598109
  • https://openalex.org/W1977387750
  • https://openalex.org/W1977949726
  • https://openalex.org/W1978772984
  • https://openalex.org/W1979209822
  • https://openalex.org/W1984316332
  • https://openalex.org/W1998287886
  • https://openalex.org/W1999711626
  • https://openalex.org/W2002961059
  • https://openalex.org/W2009152946
  • https://openalex.org/W2018035789
  • https://openalex.org/W2024055584
  • https://openalex.org/W2039997577
  • https://openalex.org/W2042514861
  • https://openalex.org/W2054077845
  • https://openalex.org/W2058292767
  • https://openalex.org/W2066092259
  • https://openalex.org/W2067318381
  • https://openalex.org/W2075013334
  • https://openalex.org/W2077134517
  • https://openalex.org/W2081038873
  • https://openalex.org/W2083833630
  • https://openalex.org/W2091340824
  • https://openalex.org/W2095999638
  • https://openalex.org/W2127303037
  • https://openalex.org/W2193000222
  • https://openalex.org/W2219575503
  • https://openalex.org/W2313537780
  • https://openalex.org/W2326213926
  • https://openalex.org/W2512295523
  • https://openalex.org/W2552032359
  • https://openalex.org/W2564789403
  • https://openalex.org/W2572620368
  • https://openalex.org/W2594753178
  • https://openalex.org/W2611338754
  • https://openalex.org/W2737928900
  • https://openalex.org/W2752698709
  • https://openalex.org/W2759372517
  • https://openalex.org/W2782233015
  • https://openalex.org/W2789649374
  • https://openalex.org/W2797906043
  • https://openalex.org/W2896847895
  • https://openalex.org/W2901492138
  • https://openalex.org/W2917430838
  • https://openalex.org/W2949941140
  • https://openalex.org/W2994841717
  • https://openalex.org/W3035065901
  • https://openalex.org/W3048662658
  • https://openalex.org/W3088411391
  • https://openalex.org/W3091910196
  • https://openalex.org/W3120331646
  • https://openalex.org/W3134606477
  • https://openalex.org/W3173721057
  • https://openalex.org/W4240833749
  • https://openalex.org/W4283749366