Published June 19, 2019 | Version v1
Publication Open

The application of thermally activated persulfate for degradation of Acid Blue 92 in aqueous solution

  • 1. Zabol University of Medical Sciences
  • 2. Nnamdi Azikiwe University

Description

Thermally activated persulfate (TAP) was applied for the degradation of Acid Blue 92 (AB92) dye in its aqueous solution. The effects of pH (3–11), temperature (298–333 K), contact time (15–75 min), sodium persulfate (SPS) concentration (0.05–0.5 mM) and initial AB92 concentration (50–400 mg/L) on the degradation of AB92 using TAP were examined. The initial and residual AB92 concentrations were determined spectrophotometrically at the wavelength of 260 nm and the dye mineralization was examined via the total organic carbon analysis. In addition, the chemical oxygen demand was also measured. The activation energy (Ea) of AB92 degradation was calculated as 17.38 kJ mol−1 based on the Arrhenius equation. Maximum degradation efficiency of 86.47% was reached after 75 min of treatment at a pH of 5, AB92 concentration of 200 mg/L, SPS concentration of 0.5 mM and temperature of 333 K. The degradation efficiency declined with the addition of different sodium chloride concentrations and organic radical scavengers. AB92 degradation was reduced from 86.5 to 74%, 65, and 59.1% using ethylenediaminetetraacetic acid, tert-butanol, and ethanol, respectively. A kinetic model was also developed to estimate the pseudo-first-order constants as a function of the main operational parameters (initial dye concentration and TAP concentration). Decolorization rate constants (k) of 0.0009, 0.001, 0.0012, 0.0014, and 0.0018 min−1 were obtained at 303, 308, 313, 328, and 333 K, respectively, using the Langmuir–Hinshelwood kinetic model. The results obtained indicate that the TAP degradation process has great potential for the reduction of azo dyes in aqueous environments.

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

Translated Description (Arabic)

تم تطبيق البيرسلفات المنشط حراريًا (TAP) لتحلل صبغة الحمض الأزرق 92 (AB92) في محلولها المائي. تم فحص تأثيرات الأس الهيدروجيني (3–11)، ودرجة الحرارة (298-333 كلفن)، ووقت التلامس (15–75 دقيقة)، وتركيز بيرسلفات الصوديوم (0.05–0.5 مللي مولار) وتركيز AB92 الأولي (50–400 مجم/لتر) على تحلل AB92 باستخدام TAP. تم تحديد تركيزات AB92 الأولية والمتبقية بقياس الطيف الضوئي عند الطول الموجي 260 نانومتر وتم فحص تمعدن الصبغة من خلال تحليل الكربون العضوي الكلي. بالإضافة إلى ذلك، تم قياس الطلب الكيميائي على الأكسجين. تم حساب طاقة التنشيط (Ea) لتحلل AB92 على أنها 17.38 كيلو جول مول-1 بناءً على معادلة أرهينيوس. تم الوصول إلى أقصى كفاءة تحلل بنسبة 86.47 ٪ بعد 75 دقيقة من العلاج عند درجة حموضة 5، وتركيز AB92 200 مجم/لتر، وتركيز SPS 0.5 مللي متر ودرجة حرارة 333 كلفن. انخفضت كفاءة التحلل مع إضافة تركيزات مختلفة من كلوريد الصوديوم والكاشطات الجذرية العضوية. تم تقليل تحلل AB92 من 86.5 إلى 74 ٪ و 65 و 59.1 ٪ باستخدام حمض إيثيلين ثنائي أمين رباعي الأسيتيك وثلاثي بوتانول وإيثانول، على التوالي. كما تم تطوير نموذج حركي لتقدير الثوابت الزائفة من الدرجة الأولى كدالة للمعلمات التشغيلية الرئيسية (تركيز الصبغة الأولي وتركيز الصنبور). تم الحصول على ثوابت معدل إزالة اللون (ك) من 0.0009 و 0.001 و 0.0012 و 0.0014 و 0.0018 دقيقة-1 عند 303 و 308 و 313 و 328 و 333 كلفن، على التوالي، باستخدام نموذج لانغموير- هينشيلوود الحركي. تشير النتائج التي تم الحصول عليها إلى أن عملية تحلل الصنبور لديها إمكانات كبيرة للحد من أصباغ الآزو في البيئات المائية.

Translated Description (French)

Le persulfate activé thermiquement (TAP) a été appliqué pour la dégradation du colorant Acid Blue 92 (AB92) dans sa solution aqueuse. Les effets du pH (3–11), de la température (298-333 K), du temps de contact (15–75 min), de la concentration en persulfate de sodium (SPS) (0,05-0,5 mM) et de la concentration initiale en AB92 (50–400 mg/L) sur la dégradation de l'AB92 à l'aide du TAP ont été examinés. Les concentrations AB92 initiales et résiduelles ont été déterminées par spectrophotométrie à la longueur d'onde de 260 nm et la minéralisation du colorant a été examinée via l'analyse du carbone organique total. En outre, la demande chimique en oxygène a également été mesurée. L'énergie d'activation (Ea) de la dégradation AB92 a été calculée à 17,38 kJ mol−1 sur la base de l'équation d'Arrhenius. L'efficacité maximale de dégradation de 86,47 % a été atteinte après 75 min de traitement à un pH de 5, une concentration AB92 de 200 mg/L, une concentration SPS de 0,5 mM et une température de 333 K. L'efficacité de dégradation a diminué avec l'ajout de différentes concentrations de chlorure de sodium et de piégeurs de radicaux organiques. La dégradation de l'AB92 a été réduite de 86,5 à 74 %, 65 et 59,1 % en utilisant respectivement l'acide éthylènediaminetétraacétique, le tert-butanol et l'éthanol. Un modèle cinétique a également été développé pour estimer les constantes de pseudo premier ordre en fonction des principaux paramètres opérationnels (concentration initiale de colorant et concentration de TAP). Des constantes de vitesse de décoloration (k) de 0,0009, 0,001, 0,0012, 0,0014 et 0,0018 min−1 ont été obtenues à 303, 308, 313, 328 et 333 K, respectivement, en utilisant le modèle cinétique de Langmuir–Hinshelwood. Les résultats obtenus indiquent que le procédé de dégradation TAP présente un grand potentiel de réduction des colorants azoïques en milieu aqueux.

Translated Description (Spanish)

Se aplicó persulfato activado térmicamente (TAP) para la degradación del colorante Acid Blue 92 (AB92) en su solución acuosa. Se examinaron los efectos del pH (3–11), la temperatura (298–333 K), el tiempo de contacto (15–75 min), la concentración de persulfato de sodio (SPS) (0.05–0.5 mM) y la concentración inicial de AB92 (50–400 mg/L) sobre la degradación de AB92 USANDO TAP. Las concentraciones iniciales y residuales de AB92 se determinaron espectrofotométricamente a la longitud de onda de 260 nm y la mineralización del colorante se examinó mediante el análisis de carbono orgánico total. Además, también se midió la demanda química de oxígeno. La energía de activación (Ea) de la degradación de AB92 se calculó como 17.38 kJ mol−1 en función de la ecuación de Arrhenius. La eficiencia de degradación máxima de 86.47% se alcanzó después de 75 min de tratamiento a un pH de 5, concentración de AB92 de 200 mg/L, concentración de SPS de 0.5 mM y temperatura de 333 K. La eficiencia de degradación disminuyó con la adición de diferentes concentraciones de cloruro de sodio y eliminadores de radicales orgánicos. La degradación de AB92 se redujo de 86.5 a 74%, 65 y 59.1% usando ácido etilendiaminotetraacético, terc-butanol y etanol, respectivamente. También se desarrolló un modelo cinético para estimar las constantes de pseudoprimer orden en función de los principales parámetros operativos (concentración inicial de colorante y concentración en el GRIFO). Las constantes de velocidad de decoloración (k) de 0,0009, 0,001, 0,0012, 0,0014 y 0,0018 min-1 se obtuvieron a 303, 308, 313, 328 y 333 K, respectivamente, utilizando el modelo cinético de Langmuir–Hinshelwood. Los resultados obtenidos indican que el proceso de degradación del TAP tiene un gran potencial para la reducción de colorantes azoicos en ambientes acuosos.

Files

s40090-019-0188-1.pdf.pdf

Files (1.1 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
md5:34cb57eba7a5e26d66eedc9213488131
1.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تطبيق البيرسلفات المنشط حرارياً لتحلل الحمض الأزرق 92 في محلول مائي
Translated title (French)
L'application de persulfate activé thermiquement pour la dégradation de l'Acid Blue 92 en solution aqueuse
Translated title (Spanish)
La aplicación de persulfato activado térmicamente para la degradación de Acid Blue 92 en solución acuosa

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2953135910
DOI
10.1007/s40090-019-0188-1

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W638358969
  • https://openalex.org/W966624069
  • https://openalex.org/W1588080480
  • https://openalex.org/W1854185022
  • https://openalex.org/W1926950498
  • https://openalex.org/W1965731389
  • https://openalex.org/W1968827772
  • https://openalex.org/W1979621783
  • https://openalex.org/W1979717875
  • https://openalex.org/W1981974152
  • https://openalex.org/W1982187838
  • https://openalex.org/W1983878125
  • https://openalex.org/W1985681669
  • https://openalex.org/W1988282587
  • https://openalex.org/W1991138548
  • https://openalex.org/W1995121036
  • https://openalex.org/W1995261748
  • https://openalex.org/W1998120973
  • https://openalex.org/W2001057261
  • https://openalex.org/W2001067202
  • https://openalex.org/W2003648205
  • https://openalex.org/W2009420486
  • https://openalex.org/W2011296196
  • https://openalex.org/W2012833284
  • https://openalex.org/W2013229661
  • https://openalex.org/W2017393751
  • https://openalex.org/W2017590296
  • https://openalex.org/W2019004946
  • https://openalex.org/W2019635083
  • https://openalex.org/W2021358274
  • https://openalex.org/W2026465309
  • https://openalex.org/W2031526385
  • https://openalex.org/W2037764813
  • https://openalex.org/W2038740963
  • https://openalex.org/W2044250203
  • https://openalex.org/W2048588549
  • https://openalex.org/W2051839982
  • https://openalex.org/W2058016171
  • https://openalex.org/W2059910836
  • https://openalex.org/W2061948577
  • https://openalex.org/W2065459520
  • https://openalex.org/W2069134412
  • https://openalex.org/W2070205065
  • https://openalex.org/W2073155858
  • https://openalex.org/W2074132675
  • https://openalex.org/W2079253547
  • https://openalex.org/W2081114557
  • https://openalex.org/W2081612482
  • https://openalex.org/W2085865205
  • https://openalex.org/W2091777721
  • https://openalex.org/W2093812997
  • https://openalex.org/W2094741828
  • https://openalex.org/W2099753445
  • https://openalex.org/W2118678992
  • https://openalex.org/W2123053974
  • https://openalex.org/W2145665283
  • https://openalex.org/W2160965797
  • https://openalex.org/W2163719266
  • https://openalex.org/W2166875310
  • https://openalex.org/W2171498165
  • https://openalex.org/W2191729750
  • https://openalex.org/W2218991269
  • https://openalex.org/W2269364713
  • https://openalex.org/W2298431938
  • https://openalex.org/W2321349691
  • https://openalex.org/W2321363019
  • https://openalex.org/W2396459835
  • https://openalex.org/W2462226888
  • https://openalex.org/W2487518233
  • https://openalex.org/W2490446261
  • https://openalex.org/W2508274757
  • https://openalex.org/W2516478127
  • https://openalex.org/W2535363308
  • https://openalex.org/W2603965999
  • https://openalex.org/W2609341442
  • https://openalex.org/W2623432593
  • https://openalex.org/W2736371272
  • https://openalex.org/W2754901204
  • https://openalex.org/W2765132735
  • https://openalex.org/W2765909227
  • https://openalex.org/W2774409660
  • https://openalex.org/W2784553491
  • https://openalex.org/W2800067156
  • https://openalex.org/W2890486709
  • https://openalex.org/W2903653212
  • https://openalex.org/W2908810971
  • https://openalex.org/W2997563712