Published June 1, 2021 | Version v1
Publication Open

Adsorption isotherm modeling for methylene blue removal onto magnetic kaolinite clay: a comparison of two-parameter isotherms

Creators

  • 1. Kaimosi Friends University College
  • 2. National Metallurgical Laboratory

Description

Abstract In this work, kaolinite clay was modified with magnetic magnetite nanoparticles (Fe 3 O 4 @MC) by co-precipitation with ferrous and ferric ions as iron precursors to ameliorate its textural and adsorption capacity for methylene blue (MB) dye uptake from synthetic wastewater at low concentrations. The adsorbents were characterized using XRD, BET surface area analysis, VSM, SEM and HRTEM. The BET surface area after chemical treatment increased from 14.616 to 26.913 m 2 g −1 . The saturation magnetization of Fe 3 O 4 @MC was 6.22 emu g −1 and the exhausted adsorbent recoverable by a simple magnet. Adsorption data were modeled using six nonlinear two-parameter isotherm equations, namely Freundlich, Temkin, Fowler–Guggenheim, Elovich, Flory–Huggins and Langmuir model, and the best-fitting model arrived at using three mathematical error functions. MB adsorption onto unmodified clay was best described by the Fowler–Guggenheim isotherm, whereas MB adsorption onto Fe 3 O 4 @MC was best described by the Freundlich model. Increase in BET surface area increased the theoretical and experimental maximum adsorption capacity

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

Translated Description (Arabic)

الخلاصة في هذا العمل، تم تعديل طين الكاولينيت بجسيمات نانوية مغناطيسية مغناطيسية (Fe 3 O 4 @MC) عن طريق الترسيب المشترك مع أيونات الحديدوز والحديد كسلائف حديدية لتحسين قدرته التركيبية والامتصاصية لامتصاص صبغة الميثيلين الأزرق (MB) من مياه الصرف الصناعي بتركيزات منخفضة. تم تمييز المواد الممتزة باستخدام XRD وتحليل مساحة سطح BET و VSM و SEM و HRTEM. زادت مساحة سطح الرهان بعد المعالجة الكيميائية من 14.616 إلى 26.913 م 2 جم -1 . كان مغنطة التشبع لـ Fe 3 O 4 @MC 6.22 emu g −1 والممتز المستنفد القابل للاسترداد بواسطة مغناطيس بسيط. تم نمذجة بيانات الامتزاز باستخدام ست معادلات متساوية الحرارة غير الخطية ذات المعلمتين، وهي Freundlich و Temkin و Fowler - Guggenheim و Elovich و Flory - Huggins و Langmuir، ووصل النموذج الأنسب إلى استخدام ثلاث دوال خطأ رياضي. تم وصف امتزاز MB على الطين غير المعدل بشكل أفضل من قبل متساوي حرارة Fowler - Guggenheim، في حين تم وصف امتزاز MB على Fe 3 O 4 @MC بشكل أفضل من قبل نموذج Freundlich. أدت الزيادة في مساحة سطح الرهان إلى زيادة الحد الأقصى لقدرة الامتزاز النظرية والتجريبية

Translated Description (French)

Résumé Dans ce travail, l'argile de kaolinite a été modifiée avec des nanoparticules de magnétite magnétique (Fe 3 O 4 @MC) par coprécipitation avec des ions ferreux et ferriques comme précurseurs de fer pour améliorer sa capacité texturale et d'adsorption pour l'absorption de colorant bleu de méthylène (MB) à partir d'eaux usées synthétiques à de faibles concentrations. Les adsorbants ont été caractérisés par DRX, analyse de surface BET, VSM, SEM et HRTEM. La surface BET après traitement chimique passe de 14.616 à 26.913 m 2 g −1 . L'aimantation de saturation de Fe 3 O 4 @MC était de 6,22 emu g −1 et l'adsorbant épuisé récupérable par un simple aimant. Les données d'adsorption ont été modélisées à l'aide de six équations isothermes non linéaires à deux paramètres, à savoir le modèle de Freundlich, Temkin, Fowler-Guggenheim, Elovich, Flory–Huggins et Langmuir, et le modèle le mieux ajusté est arrivé à l'aide de trois fonctions d'erreur mathématiques. L'adsorption de MB sur l'argile non modifiée était mieux décrite par l'isotherme de Fowler-Guggenheim, tandis que l'adsorption de MB sur Fe 3 O 4 @MC était mieux décrite par le modèle de Freundlich. L'augmentation de la surface BET a augmenté la capacité d'adsorption maximale théorique et expérimentale

Translated Description (Spanish)

Resumen En este trabajo, la arcilla caolinita se modificó con nanopartículas de magnetita magnética (Fe 3 O 4 @MC) mediante coprecipitación con iones ferrosos y férricos como precursores de hierro para mejorar su textura y capacidad de adsorción para la absorción de colorante azul de metileno (MB) de aguas residuales sintéticas a bajas concentraciones. Los adsorbentes se caracterizaron utilizando XRD, análisis de área de superficie BET, VSM, SEM y HRTEM. El área de superficie BET después del tratamiento químico aumentó de 14.616 a 26.913 m 2 g −1 . La magnetización de saturación de Fe 3 O 4 @MC fue de 6.22 emu g −1 y el adsorbente agotado recuperable por un simple imán. Los datos de adsorción se modelaron utilizando seis ecuaciones isotermas no lineales de dos parámetros, a saber, el modelo de Freundlich, Temkin, Fowler-Guggenheim, Elovich, Flory–Huggins y Langmuir, y el modelo de mejor ajuste llegó utilizando tres funciones de error matemático. La adsorción de MB en arcilla no modificada se describió mejor mediante la isoterma de Fowler-Guggenheim, mientras que la adsorción de MB en Fe 3 O 4 @MC se describió mejor mediante el modelo de Freundlich. El aumento de la superficie BET aumentó la capacidad de adsorción máxima teórica y experimental

Files

s13201-021-01440-2.pdf.pdf

Files (1.2 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:b8fd8f8fab9c8a74ce4400de15ca6aff
1.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نمذجة الامتزاز متساوي الحرارة لإزالة أزرق الميثيلين على طين الكاولينيت المغناطيسي: مقارنة بين متساوي الحرارة ثنائي المعلمات
Translated title (French)
Modélisation de l'isotherme d'adsorption pour l'élimination du bleu de méthylène sur l'argile kaolinite magnétique : une comparaison des isothermes à deux paramètres
Translated title (Spanish)
Modelado de isotermas de adsorción para la eliminación de azul de metileno en arcilla de caolinita magnética: una comparación de isotermas de dos parámetros

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3169724563
DOI
10.1007/s13201-021-01440-2

Is supplement to
https://openalex.org/W4366830172 (Other)
https://openalex.org/W3109639938 (Other)
https://openalex.org/W2375769093 (Other)
https://openalex.org/W2072893667 (Other)
https://openalex.org/W2068714345 (Other)
https://openalex.org/W2029946272 (Other)
https://openalex.org/W2014389873 (Other)
https://openalex.org/W2010398816 (Other)
https://openalex.org/W1971597894 (Other)
https://openalex.org/W125437477 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Kenya

References

  • https://openalex.org/W1777998439
  • https://openalex.org/W1964716139
  • https://openalex.org/W1978015072
  • https://openalex.org/W1997428037
  • https://openalex.org/W2020119757
  • https://openalex.org/W2021281937
  • https://openalex.org/W2028499970
  • https://openalex.org/W2052415513
  • https://openalex.org/W2058699682
  • https://openalex.org/W2080886726
  • https://openalex.org/W2081948522
  • https://openalex.org/W2087958635
  • https://openalex.org/W2100576700
  • https://openalex.org/W2140240349
  • https://openalex.org/W2181934615
  • https://openalex.org/W2314104404
  • https://openalex.org/W2342290047
  • https://openalex.org/W2577263583
  • https://openalex.org/W2582476577
  • https://openalex.org/W2607307034
  • https://openalex.org/W2613584847
  • https://openalex.org/W2737801502
  • https://openalex.org/W2766024011
  • https://openalex.org/W2883413168
  • https://openalex.org/W2887577521
  • https://openalex.org/W2889477059
  • https://openalex.org/W2891560350
  • https://openalex.org/W2910277986
  • https://openalex.org/W2924002629
  • https://openalex.org/W2969250175
  • https://openalex.org/W2981610312
  • https://openalex.org/W2983109863
  • https://openalex.org/W608536876