Published July 9, 2020 | Version v1
Publication Open

Feasible and eco-friendly removal of hexavalent chromium toxicant from aqueous solutions using chemically modified sugarcane bagasse cellulose

Creators

  • 1. National Institute of Oceanography and Fisheries
  • 2. King Khalid University
  • 3. Egyptian Atomic Energy Authority

Description

The hexavalent chromium (Cr(VI)) reported severe threat to the environment and public health as it is considered potentially mutagenic and carcinogenic. This communication demonstrates a chemical modification process of sugarcane bagasse cellulose for the removal of Cr(VI) from aqueous solutions. Cellulose was extracted from sugarcane bagasse followed by succination to form cellulose succinate (CS), which was then reacted with acetic anhydride to form cellulose succinic anhydrides (CSA). The latter was then reacted with triethylenetetramine (TETA) to form CS-TETA (CST). The prepared CST was characterized by Fourier transform infrared spectrometry (FTIR), scanning electron microscopy-energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDX), and Brunauer–Emmett–Teller (BET) analyzer. The maximum removal efficiency of Cr(VI) by CST reached nearly 100% after 180 min, which was obtained at pH 1.0. The adsorption process fit well with the pseudo-second-order kinetic model, while the rate constant was 9.13 × 10−3 g/mg min. The isothermal study showed that the results closely aligned with the Langmuir isotherm model and the maximum adsorption capacity was 12.4 mg/g.

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

Translated Description (Arabic)

أبلغ الكروم سداسي التكافؤ (Cr(VI)) عن تهديد خطير للبيئة والصحة العامة لأنه يعتبر مطفرًا ومسرطنًا محتملًا. يوضح هذا الاتصال عملية التعديل الكيميائي لسليلوز قصب السكر لإزالة Cr(VI) من المحاليل المائية. تم استخراج السليلوز من ثفل قصب السكر متبوعًا بالخلافة لتشكيل سكسينات السليلوز (CS)، والتي تفاعلت بعد ذلك مع أنهيدريد الخل لتشكيل أنهيدريدات السليلوز السكسينية (CSA). ثم تفاعل الأخير مع ثلاثي إيثيلين تترا أمين (TETA) لتشكيل CS - TETA (CST). تميزت CST المعدة بقياس الطيف بالأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (FTIR)، ومسح المجهر الإلكتروني - التحليل الطيفي للأشعة السينية المشتتة للطاقة (SEM - EDX)، ومحلل Brunauer - Emett - Teller (BET). وصلت أقصى كفاءة لإزالة Cr(VI) بواسطة CST إلى ما يقرب من 100 ٪ بعد 180 دقيقة، والتي تم الحصول عليها عند درجة الحموضة 1.0. تتناسب عملية الامتزاز بشكل جيد مع النموذج الحركي من الدرجة الثانية الزائفة، في حين كان ثابت المعدل 9.13 × 10−3 جم/ملغ دقيقة. أظهرت الدراسة متساوية الحرارة أن النتائج تتماشى بشكل وثيق مع نموذج Langmuir متساوي الحرارة وكانت قدرة الامتزاز القصوى 12.4 ملغ/غرام.

Translated Description (French)

Le chrome hexavalent (Cr(VI)) a signalé une menace grave pour l'environnement et la santé publique car il est considéré comme potentiellement mutagène et cancérogène. Cette communication démontre un processus de modification chimique de la cellulose de bagasse de canne à sucre pour l'élimination du Cr(VI) des solutions aqueuses. La cellulose a été extraite de la bagasse de canne à sucre, suivie d'une succination pour former du succinate de cellulose (CS), qui a ensuite été mis en réaction avec de l'anhydride acétique pour former des anhydrides succiniques de cellulose (CSA). Ce dernier a ensuite été mis en réaction avec la triéthylènetétramine (TETA) pour former le CS-TETA (CST). Le CST préparé a été caractérisé par spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie par microscopie électronique à balayage (SEM-EDX) et analyseur Brunauer–Emmett–Teller (BET). L'efficacité maximale d'élimination du Cr(VI) par le CST a atteint près de 100% après 180 min, ce qui a été obtenu à pH 1,0. Le processus d'adsorption s'adapte bien au modèle cinétique d'ordre pseudo-seconde, alors que la constante de vitesse était de 9,13 × 10−3 g/mg min. L'étude isotherme a montré que les résultats étaient étroitement alignés sur le modèle isotherme de Langmuir et que la capacité d'adsorption maximale était de 12,4 mg/g.

Translated Description (Spanish)

El cromo hexavalente (Cr(VI)) informó de una grave amenaza para el medio ambiente y la salud pública, ya que se considera potencialmente mutagénico y cancerígeno. Esta comunicación demuestra un proceso de modificación química de la celulosa de bagazo de caña de azúcar para la eliminación de Cr(VI) de soluciones acuosas. La celulosa se extrajo del bagazo de caña de azúcar seguido de succinación para formar succinato de celulosa (CS), que luego se hizo reaccionar con anhídrido acético para formar anhídridos succínicos de celulosa (CSA). Este último se hizo reaccionar con trietilentetramina (teta) para formar CS-TETA (CST). El CST preparado se caracterizó por espectrometría infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), microscopía electrónica de barrido-espectroscopía de rayos X dispersiva de energía (SEM-EDX) y analizador Brunauer–Emmett–Teller (BET). La eficiencia máxima de eliminación de Cr(VI) por CST alcanzó casi el 100% después de 180 min, que se obtuvo a pH 1.0. El proceso de adsorción se ajustó bien con el modelo cinético de pseudo-segundo orden, mientras que la constante de velocidad fue de 9.13 × 10−3 g/mg min. El estudio isotérmico mostró que los resultados estaban estrechamente alineados con el modelo isotérmico de Langmuir y que la capacidad máxima de adsorción era de 12,4 mg/g.

Files

24413900.pdf.pdf

Files (611.0 kB)

⚠️ 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
md5:67a5d4d33ee81a2b1a53c319ed2f7922
611.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
إزالة مادة الكروم السداسية التكافؤ السامة من المحاليل المائية باستخدام قصب السكر المعدل كيميائياً
Translated title (French)
Élimination pratique et écologique de la substance toxique à base de chrome hexavalent des solutions aqueuses à l'aide de cellulose de bagasse de canne à sucre modifiée chimiquement
Translated title (Spanish)
Eliminación viable y ecológica del tóxico de cromo hexavalente de las soluciones acuosas utilizando celulosa de bagazo de caña de azúcar modificada químicamente

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3041781533
DOI
10.1080/15569543.2020.1790606

Is supplement to
https://openalex.org/W4386944310 (Other)
https://openalex.org/W437420930 (Other)
https://openalex.org/W4366824742 (Other)
https://openalex.org/W4323655383 (Other)
https://openalex.org/W4253279145 (Other)
https://openalex.org/W3090981899 (Other)
https://openalex.org/W2521474127 (Other)
https://openalex.org/W2392040957 (Other)
https://openalex.org/W2366965325 (Other)
https://openalex.org/W2080866025 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1966853142
  • https://openalex.org/W1968183415
  • https://openalex.org/W1991246696
  • https://openalex.org/W1996863063
  • https://openalex.org/W2014638164
  • https://openalex.org/W2044876701
  • https://openalex.org/W2049391943
  • https://openalex.org/W2053803210
  • https://openalex.org/W2058204697
  • https://openalex.org/W2071331185
  • https://openalex.org/W2080848230
  • https://openalex.org/W2089604494
  • https://openalex.org/W2144820646
  • https://openalex.org/W2153599795
  • https://openalex.org/W2225972246
  • https://openalex.org/W2227017185
  • https://openalex.org/W2294883255
  • https://openalex.org/W2326626617
  • https://openalex.org/W2328712161
  • https://openalex.org/W2569007668
  • https://openalex.org/W2592358391
  • https://openalex.org/W2605944971
  • https://openalex.org/W2616487595
  • https://openalex.org/W2626695194
  • https://openalex.org/W2768670667
  • https://openalex.org/W2788766914
  • https://openalex.org/W2894321750
  • https://openalex.org/W2897504961
  • https://openalex.org/W2911172382
  • https://openalex.org/W2935404924
  • https://openalex.org/W2966471933
  • https://openalex.org/W2969613323
  • https://openalex.org/W2970185453
  • https://openalex.org/W2971563866
  • https://openalex.org/W2977695477
  • https://openalex.org/W2980363621
  • https://openalex.org/W2982064940
  • https://openalex.org/W3004440907
  • https://openalex.org/W3009376806
  • https://openalex.org/W3011250504
  • https://openalex.org/W3014267019
  • https://openalex.org/W3034131443