Published June 9, 2022 | Version v1
Publication Open

Alginate modified graphene oxide for rapid and effective sorption of some heavy metal ions from an aqueous solution

Creators

  • 1. City of Scientific Research and Technological Applications
  • 2. Egyptian Atomic Energy Authority

Description

Abstract Herein, we investigated a new strategy to modify the graphene oxide (GO) with sodium alginate (SA) using tetraethylorthosilicate (TEOS) as a binding agent. The graphene oxide-sodium alginate composite was highly loaded with carboxylate (–COO − Na + ) groups, which permitted fast and efficient interaction with the metal ions. Therefore, the prepared composite was employed as an efficient adsorbent to uptake some heavy metals from an aqueous solution. The as-synthesized GO-SA was characterized by various advanced techniques before and after the removal process. The analysis of the experimental data showed that the Langmuir model fits well the adsorption data with maximum adsorption capacities of 887.21, 161.25, and 139.62 mg g −1 for Pb 2+ , Zn 2+ , and Cd 2+ , respectively. Moreover, the GO-SA presented a good regeneration and reuse ability, enhancing the removal rate for all the studied metal ions. In addition, the prepared composite showed a suitable selectivity for Pb 2+ from Zn 2+ , and Cd 2+ co-existed solution.

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

Translated Description (Arabic)

الملخص هنا، بحثنا في استراتيجية جديدة لتعديل أكسيد الجرافين (GO) مع ألجينات الصوديوم (SA) باستخدام رباعي إيثيل أورثو سيليكات (TEOS) كعامل ربط. تم تحميل مركب ألجينات أكسيد الجرافين والصوديوم بشكل كبير بمجموعات الكربوكسيل (- COO − Na +)، مما سمح بالتفاعل السريع والفعال مع أيونات المعادن. لذلك، تم استخدام المركب المحضر كمادة ماصة فعالة لامتصاص بعض المعادن الثقيلة من محلول مائي. تميز GO - SA المركب بتقنيات متقدمة مختلفة قبل وبعد عملية الإزالة. أظهر تحليل البيانات التجريبية أن نموذج Langmuir يتناسب جيدًا مع بيانات الامتزاز بقدرات امتزاز قصوى تبلغ 887.21 و 161.25 و 139.62 مجم جم -1 للرصاص 2+ و Zn 2+ و Cd 2+ على التوالي. علاوة على ذلك، قدمت GO - SA قدرة جيدة على التجديد وإعادة الاستخدام، مما عزز معدل الإزالة لجميع أيونات المعادن المدروسة. بالإضافة إلى ذلك، أظهر المركب المحضر انتقائية مناسبة لمحلول Pb 2+ من Zn 2+ ، ومحلول Cd 2+ المشترك.

Translated Description (French)

Résumé Dans cet article, nous avons étudié une nouvelle stratégie pour modifier l'oxyde de graphène (GO) avec de l'alginate de sodium (SA) en utilisant le tétraéthylorthosilicate (TEOS) comme agent liant. Le composite oxyde de graphène-alginate de sodium était fortement chargé de groupes carboxylate (–COO − Na + ), ce qui permettait une interaction rapide et efficace avec les ions métalliques. Par conséquent, le composite préparé a été utilisé comme adsorbant efficace pour absorber certains métaux lourds à partir d'une solution aqueuse. Le GO-SA tel que synthétisé a été caractérisé par diverses techniques avancées avant et après le processus de retrait. L'analyse des données expérimentales a montré que le modèle de Langmuir correspond bien aux données d'adsorption avec des capacités d'adsorption maximales de 887,21, 161,25 et 139,62 mg g −1 pour Pb 2+ , Zn 2+ et Cd 2+ , respectivement. De plus, le GO-SA présentait une bonne capacité de régénération et de réutilisation, améliorant le taux d'élimination de tous les ions métalliques étudiés. En outre, le composite préparé a montré une sélectivité appropriée pour le Pb 2+ à partir de Zn 2+ , et la solution coexistante de Cd 2+.

Translated Description (Spanish)

Resumen En este documento, investigamos una nueva estrategia para modificar el óxido de grafeno (GO) con alginato de sodio (SA) utilizando tetraetilortosilicato (TEOS) como agente aglutinante. El compuesto de óxido de grafeno-alginato de sodio estaba altamente cargado con grupos carboxilato (–COO - Na + ), lo que permitía una interacción rápida y eficiente con los iones metálicos. Por lo tanto, el material compuesto preparado se empleó como un adsorbente eficiente para absorber algunos metales pesados de una solución acuosa. El GO-SA tal como se sintetizó se caracterizó por varias técnicas avanzadas antes y después del proceso de eliminación. El análisis de los datos experimentales mostró que el modelo de Langmuir se ajusta bien a los datos de adsorción con capacidades de adsorción máximas de 887,21, 161,25 y 139,62 mg g-1 para Pb 2+ , Zn 2+ y Cd 2+ , respectivamente. Además, el GO-SA presentó una buena capacidad de regeneración y reutilización, mejorando la tasa de eliminación de todos los iones metálicos estudiados. Además, el compuesto preparado mostró una selectividad adecuada para Pb 2+ de la solución coexistente de Zn 2+ y Cd 2+.

Files

s10570-022-04656-w.pdf.pdf

Files (1.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:bf9a0a9d47fab59ec699b0c9ba07fc7e
1.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
أكسيد الجرافين المعدل بالجينات للامتصاص السريع والفعال لبعض أيونات المعادن الثقيلة من محلول مائي
Translated title (French)
Oxyde de graphène modifié par un alginate pour une sorption rapide et efficace de certains ions de métaux lourds à partir d'une solution aqueuse
Translated title (Spanish)
Óxido de grafeno modificado con alginato para una absorción rápida y eficaz de algunos iones de metales pesados a partir de una solución acuosa

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4293079557
DOI
10.1007/s10570-022-04656-w

Is supplement to
https://openalex.org/W2983646259 (Other)
https://openalex.org/W2952397120 (Other)
https://openalex.org/W2794580458 (Other)
https://openalex.org/W2376424761 (Other)
https://openalex.org/W2343100203 (Other)
https://openalex.org/W2079146062 (Other)
https://openalex.org/W2074233838 (Other)
https://openalex.org/W2065757296 (Other)
https://openalex.org/W2058246081 (Other)
https://openalex.org/W1986518204 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1019741138
  • https://openalex.org/W1936665792
  • https://openalex.org/W1974433367
  • https://openalex.org/W1982444927
  • https://openalex.org/W2014789557
  • https://openalex.org/W2018663058
  • https://openalex.org/W2025717125
  • https://openalex.org/W2049302489
  • https://openalex.org/W2075607549
  • https://openalex.org/W2184050940
  • https://openalex.org/W2184095034
  • https://openalex.org/W2270590643
  • https://openalex.org/W2283934330
  • https://openalex.org/W2342821881
  • https://openalex.org/W2471518981
  • https://openalex.org/W2574211399
  • https://openalex.org/W2618578455
  • https://openalex.org/W2757297324
  • https://openalex.org/W2768874036
  • https://openalex.org/W2789641115
  • https://openalex.org/W2803208547
  • https://openalex.org/W2805727297
  • https://openalex.org/W2900896476
  • https://openalex.org/W2900972005
  • https://openalex.org/W2900986377
  • https://openalex.org/W2911768915
  • https://openalex.org/W2941013870
  • https://openalex.org/W2943271232
  • https://openalex.org/W2972482611
  • https://openalex.org/W2998723965
  • https://openalex.org/W3002492413
  • https://openalex.org/W3009799830
  • https://openalex.org/W3016485853
  • https://openalex.org/W3035475569
  • https://openalex.org/W3036912154
  • https://openalex.org/W3087284807
  • https://openalex.org/W3091111226
  • https://openalex.org/W3149468941
  • https://openalex.org/W3150426048
  • https://openalex.org/W3195997129
  • https://openalex.org/W4205894690
  • https://openalex.org/W648372081
  • https://openalex.org/W796580150