Published August 1, 2021 | Version v1
Publication Metadata-only

New Ulva lactuca Algae Based Chitosan Bio-composites for Bioremediation of Cd(II) Ions

Creators

  • 1. Suez University
  • 2. National Institute of Oceanography and Fisheries

Description

The current article covers the production of chitosan (CS) from shells of shrimp waste and its utilization in the preparation of eco-friendly imprinting and non-imprinting composites with Ulva lactuca algae (Alg). These bio-composites namely (Imp-Alg-25wt% CS) and (NImp-Alg-25wt% CS) were used for removal of Cd(II) ions. Fourier transform infrared (FT-IR) spectra, scanning electron microscope (SEM) equipped with electron dispersive X-ray (EDX), X-ray diffraction (XRD), and elemental analysis measurements were performed to characterize these bio-composites sorbents. The highest adsorption of these sorbents towards Cd(II) ions was determined as a function of solutions pH, contact time, Cd(II) ion concentration, beads dose, and temperature. The equilibrium experimental data were treated using various mathematical isotherm and kinetic models to approve the maximum bio-sorption capacities of NImp-Alg-25wt% CS and Imp-Alg-25wt% CS (in mg/g). The results exhibited that Imp-Alg-25wt% CS gave higher removal capacity than NImp-Alg-25wt% CS at the same optimum parameters. Pseudo-2nd order dynamic and Langmuir isotherm models were well described in these biosorption processes. Thermodynamically, the removal behavior of Cd(II) using both bio-composites was spontaneous at room temperature. The reusability of the sorbents, NImp-Alg-25wt% CS and Imp-Alg-25wt% CS, showed three cycles. In addition, comparative study was also conducted for Cd(II) removal onto some reported sorbents.

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

Translated Description (Arabic)

تغطي المقالة الحالية إنتاج الشيتوزان (CS) من قشور نفايات الجمبري واستخدامها في تحضير المواد المركبة الصديقة للبيئة وغير المطبوعة مع طحالب أولفا لاكتوكا (ALG). تم استخدام هذه المركبات الحيوية وهي (Imp - Alg -25wt ٪ CS) و (NImp - Alg -25wt ٪ CS) لإزالة أيونات الكادميوم(II). تم إجراء أطياف تحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء (FT - IR)، ومجهر المسح الإلكتروني (SEM) المجهز بالأشعة السينية المشتتة للإلكترون (EDX)، وانحراف الأشعة السينية (XRD)، وقياسات التحليل العنصري لتمييز هذه المواد الماصة للمركبات الحيوية. تم تحديد أعلى امتصاص لهذه المواد الماصة نحو أيونات الكادميوم(II) كدالة على درجة الحموضة للمحاليل، ووقت التلامس، وتركيز أيونات الكادميوم(II)، وجرعة الخرز، ودرجة الحرارة. تمت معالجة البيانات التجريبية للتوازن باستخدام نماذج رياضية مختلفة متساوية الحرارة والحركية للموافقة على الحد الأقصى لقدرات الامتصاص الحيوي لـ NImp - Alg -25wt٪ CS و Imp - Alg -25wt ٪ CS (مجم/جم). أظهرت النتائج أن Imp - Alg-25wt ٪ CS أعطى قدرة إزالة أعلى من NImp - Alg -25wt ٪ CS في نفس المعلمات المثلى. تم وصف نماذج ديناميكية من الدرجة الثانية الزائفة ونماذج لانجموير متساوية الحرارة بشكل جيد في عمليات الامتزاز الحيوي هذه. من الناحية الديناميكية الحرارية، كان سلوك إزالة القرص المضغوط(II) باستخدام كل من المركبات الحيوية تلقائيًا في درجة حرارة الغرفة. أظهرت قابلية إعادة استخدام المواد الماصة، NImp - Alg-25wt ٪ CS و Imp - Alg -25wt ٪ CS، ثلاث دورات. بالإضافة إلى ذلك، أجريت دراسة مقارنة أيضًا لإزالة القرص المضغوط(II) على بعض المواد الماصة المبلغ عنها.

Translated Description (French)

Le présent article couvre la production de chitosane (CS) à partir de coquilles de déchets de crevettes et son utilisation dans la préparation de composites d'impression et de non-impression respectueux de l'environnement avec des algues Ulva lactuca (Alg). Ces biocomposites à savoir (Imp-Alg-25%en poids CS) et (NImp-Alg-25%en poids CS) ont été utilisés pour l'élimination des ions Cd(II). Des spectres infrarouges à transformée de Fourier (FT-IR), un microscope électronique à balayage (MEB) équipé de rayons X à dispersion d'électrons (EDX), une diffraction des rayons X (DRX) et des mesures d'analyse élémentaire ont été effectués pour caractériser ces sorbants biocomposites. La plus forte adsorption de ces sorbants vers les ions Cd(II) a été déterminée en fonction du pH des solutions, du temps de contact, de la concentration en ions Cd(II), de la dose des billes et de la température. Les données expérimentales d'équilibre ont été traitées à l'aide de divers modèles isothermes et cinétiques mathématiques pour approuver les capacités maximales de bio-sorption de NImp-Alg-25% pds CS et Imp-Alg-25% pds CS (en mg/g). Les résultats ont montré que Imp-Alg-25%pds CS donnait une capacité d'élimination plus élevée que NImp-Alg-25% pds CS aux mêmes paramètres optimaux. Des modèles dynamiques de pseudo-2ème ordre et d'isotherme de Langmuir ont été bien décrits dans ces processus de biosorption. Thermodynamiquement, le comportement d'élimination du Cd(II) en utilisant les deux biocomposites était spontané à température ambiante. La réutilisabilité des sorbants, NImp-Alg-25% pds CS et Imp-Alg-25% pds CS, a montré trois cycles. De plus, une étude comparative a également été menée pour l'élimination du Cd(II) sur certains sorbants rapportés.

Translated Description (Spanish)

El artículo actual cubre la producción de quitosano (CS) a partir de conchas de desechos de camarones y su utilización en la preparación de compuestos ecológicos de impresión y no impresión con algas Ulva lactuca (Alg). Estos biocompuestos, a saber (Imp-Alg-25% en peso CS) y (NImp-Alg-25% en peso CS) se utilizaron para la eliminación de iones Cd(II). Se realizaron espectros infrarrojos por transformada de Fourier (FT-IR), microscopio electrónico de barrido (SEM) equipado con rayos X dispersivos de electrones (edX), difracción de rayos X (XRD) y mediciones de análisis elemental para caracterizar estos sorbentes de biocompuestos. La mayor adsorción de estos sorbentes hacia los iones Cd(II) se determinó en función del pH de las soluciones, el tiempo de contacto, la concentración de iones Cd(II), la dosis de perlas y la temperatura. Los datos experimentales de equilibrio se trataron utilizando varios modelos matemáticos de isoterma y cinéticos para aprobar las capacidades máximas de biosorción de NImp-Alg-25% en peso de CS e Imp-Alg-25% en peso de CS (en mg/g). Los resultados mostraron que Imp-Alg-25% enpeso de CS dio una mayor capacidad de eliminación que NImp-Alg-25% en peso de CS en los mismos parámetros óptimos. Los modelos dinámicos de pseudo-2º orden y de isoterma de Langmuir se describieron bien en estos procesos de biosorción. Termodinámicamente, el comportamiento de eliminación de Cd(II) utilizando ambos biocompuestos fue espontáneo a temperatura ambiente. La reutilización de los sorbentes, NImp-Alg-25% enpeso CS e Imp-Alg-25% en peso CS, mostró tres ciclos. Además, también se realizó un estudio comparativo para la eliminación de Cd(II) en algunos sorbentes informados.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
أولفا لاكتوكا الجديدة القائمة على الطحالب الشيتوزان المركبات الحيوية للمعالجة الحيوية للأيونات CD(II)
Translated title (French)
Nouveaux biocomposites de chitosane à base d'algues Ulva lactuca pour la biorestauration des ions Cd(II)
Translated title (Spanish)
Nuevos biocompuestos de quitosano a base de algas Ulva lactuca para la biorremediación de iones de Cd(II)

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3150821549
DOI
10.1016/j.jobab.2021.04.002

Is supplement to
https://openalex.org/W83100926 (Other)
https://openalex.org/W4360591914 (Other)
https://openalex.org/W3017354329 (Other)
https://openalex.org/W3009052545 (Other)
https://openalex.org/W3005260112 (Other)
https://openalex.org/W2603681779 (Other)
https://openalex.org/W2393618028 (Other)
https://openalex.org/W2049181697 (Other)
https://openalex.org/W1985594229 (Other)
https://openalex.org/W1966567331 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W125463639
  • https://openalex.org/W1562090434
  • https://openalex.org/W187479570
  • https://openalex.org/W1968338580
  • https://openalex.org/W1969360125
  • https://openalex.org/W1978715797
  • https://openalex.org/W1983212398
  • https://openalex.org/W1984030301
  • https://openalex.org/W1984411430
  • https://openalex.org/W2000815916
  • https://openalex.org/W2003504106
  • https://openalex.org/W2006230395
  • https://openalex.org/W2014875517
  • https://openalex.org/W2015966471
  • https://openalex.org/W2018079675
  • https://openalex.org/W2019714172
  • https://openalex.org/W2021903094
  • https://openalex.org/W2023519656
  • https://openalex.org/W2023924891
  • https://openalex.org/W2028792053
  • https://openalex.org/W2030360989
  • https://openalex.org/W2038337386
  • https://openalex.org/W2039099512
  • https://openalex.org/W2041799921
  • https://openalex.org/W2044114614
  • https://openalex.org/W2047904302
  • https://openalex.org/W2064512942
  • https://openalex.org/W2067381342
  • https://openalex.org/W2070109235
  • https://openalex.org/W2090848443
  • https://openalex.org/W2096790549
  • https://openalex.org/W2097794427
  • https://openalex.org/W2108545024
  • https://openalex.org/W2112017750
  • https://openalex.org/W2120896888
  • https://openalex.org/W2130051363
  • https://openalex.org/W2145933536
  • https://openalex.org/W2159897482
  • https://openalex.org/W2164938938
  • https://openalex.org/W2171968142
  • https://openalex.org/W2181953330
  • https://openalex.org/W2465661174
  • https://openalex.org/W2520567530
  • https://openalex.org/W2607049816
  • https://openalex.org/W2763612373
  • https://openalex.org/W2803639839
  • https://openalex.org/W2913277641
  • https://openalex.org/W2944186058
  • https://openalex.org/W2947702880
  • https://openalex.org/W3002170681
  • https://openalex.org/W3004222634
  • https://openalex.org/W3213726711
  • https://openalex.org/W412806750
  • https://openalex.org/W41436923
  • https://openalex.org/W4285719527
  • https://openalex.org/W4387426290