Published August 1, 2020 | Version v1
Publication Open

Adsorption of lead(II) from aqueous solution using Africa elemi seed, mucuna shell and oyster shell as adsorbents and optimization using Box–Behnken design

Creators

  • 1. Michael Okpara University of Agriculture

Description

Abstract The aim of this study was to model and optimize the adsorption of Pb(II) ions from an aqueous solution using Africa elemi seed, mucuna shell and oyster shell modified with orthophosphorous acid used as adsorbents. The influence of operational parameters such as adsorbent dosage, initial pH and contact time was evaluated by response surface methodology (RSM). The interactions between the operational parameters were evaluated using Box–Behnken design of response surface methodology. The optimum conditions for maximum removal of Pb(II) ions were observed at pH of 2.0, 100 mg adsorbent dosage and 70 min of contact time, with correlation coefficient R 2 , 0.996 for Africa elemi seed adsorbent; pH of 6.0, 100 mg adsorbent dosage and 40 min contact time with R 2 0.996 for mucuna shell adsorbent; and pH of 6.0, 100 mg adsorbent dosage and contact time of 40 min for oyster shell adsorbent. The ANOVA results obtained from the RSM were analyzed using second-order polynomial equations, and the contour plots showed the interaction among the variables of the adsorption. This shows that the prepared low-cost adsorbents can be effectively adopted for the removal of Pb(II) ions from industrial wastewaters.

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

Translated Description (Arabic)

الملخص كان الهدف من هذه الدراسة هو نمذجة وتحسين امتصاص أيونات الرصاص(الثاني) من محلول مائي باستخدام بذور إيليمي الأفريقية وقشرة المخاط وقشرة المحار المعدلة بحمض الأورثوفوسفور المستخدم كممتزات. تم تقييم تأثير المعلمات التشغيلية مثل جرعة الامتزاز ودرجة الحموضة الأولية ووقت التلامس من خلال منهجية سطح الاستجابة (RSM). تم تقييم التفاعلات بين المعلمات التشغيلية باستخدام تصميم Box - Behnken لمنهجية سطح الاستجابة. تمت ملاحظة الظروف المثلى للإزالة القصوى لأيونات Pb(II) عند الرقم الهيدروجيني 2.0، 100 مجم جرعة ماصة و 70 دقيقة من وقت التلامس، مع معامل الارتباط R 2 ، 0.996 لامتصاص بذور إيليمي في أفريقيا ؛ الرقم الهيدروجيني 6.0، 100 مجم جرعة ماصة و 40 دقيقة وقت التلامس مع R 2 0.996 لامتصاص قشرة الغشاء المخاطي ؛ والرقم الهيدروجيني 6.0، 100 مجم جرعة ماصة ووقت التلامس 40 دقيقة لامتصاص قشرة المحار. تم تحليل نتائج ANOVA التي تم الحصول عليها من RSM باستخدام معادلات متعددة الحدود من الدرجة الثانية، وأظهرت المخططات الكنتورية التفاعل بين متغيرات الامتزاز. وهذا يدل على أنه يمكن اعتماد المواد الممتزة منخفضة التكلفة المحضرة بشكل فعال لإزالة أيونات الرصاص(الثاني) من مياه الصرف الصناعي.

Translated Description (French)

Résumé L'objectif de cette étude était de modéliser et d'optimiser l'adsorption des ions Pb(II) à partir d'une solution aqueuse utilisant la graine d'élémi d'Afrique, la coquille de mucuna et la coquille d'huître modifiées avec de l'acide orthophosphoreux utilisé comme adsorbants. L'influence des paramètres opérationnels tels que le dosage de l'adsorbant, le pH initial et le temps de contact a été évaluée par la méthodologie de la surface de réponse (RSM). Les interactions entre les paramètres opérationnels ont été évaluées en utilisant la conception Box–Behnken de la méthodologie de la surface de réponse. Les conditions optimales pour l'élimination maximale des ions Pb(II) ont été observées à un pH de 2,0, une dose d'adsorbant de 100 mg et 70 min de temps de contact, avec un coefficient de corrélation R 2 , 0,996 pour l'adsorbant de graines d'élémi d'Afrique ; pH de 6,0, une dose d'adsorbant de 100 mg et 40 min de temps de contact avec R 2 0,996 pour l'adsorbant de coquille de mucune ; et pH de 6,0, une dose d'adsorbant de 100 mg et un temps de contact de 40 min pour l'adsorbant de coquille d'huître. Les résultats de l'ANOVA obtenus à partir du RSM ont été analysés à l'aide d'équations polynomiales de second ordre, et les courbes de niveau ont montré l'interaction entre les variables de l'adsorption. Cela montre que les adsorbants à faible coût préparés peuvent être efficacement adoptés pour l'élimination des ions Pb(II) des eaux usées industrielles.

Translated Description (Spanish)

Resumen El objetivo de este estudio fue modelar y optimizar la adsorción de iones Pb(II) de una solución acuosa utilizando semillas de África elemi, cáscara de mucuna y cáscara de ostra modificada con ácido ortofosforoso utilizado como adsorbentes. La influencia de los parámetros operativos, como la dosis de adsorbente, el pH inicial y el tiempo de contacto, se evaluó mediante la metodología de superficie de respuesta (RSM). Las interacciones entre los parámetros operativos se evaluaron utilizando el diseño de Box–Behnken de la metodología de superficie de respuesta. Las condiciones óptimas para la eliminación máxima de iones Pb(II) se observaron a pH de 2,0, dosis de adsorbente de 100 mg y 70 min de tiempo de contacto, con coeficiente de correlación R 2 , 0,996 para el adsorbente de semillas de elemi de África; pH de 6,0, dosis de adsorbente de 100 mg y tiempo de contacto de 40 min con R 2 0,996 para el adsorbente de cáscara de mucuna; y pH de 6,0, dosis de adsorbente de 100 mg y tiempo de contacto de 40 min para el adsorbente de cáscara de ostra. Los resultados de ANOVA obtenidos de la RSM se analizaron mediante ecuaciones polinómicas de segundo orden, y las gráficas de contorno mostraron la interacción entre las variables de la adsorción. Esto demuestra que los adsorbentes de bajo coste preparados se pueden adoptar eficazmente para la eliminación de iones de Pb(II) de las aguas residuales industriales.

Files

s13201-020-01242-y.pdf.pdf

Files (5.8 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
md5:9a1671dc5571b1f9b6a056939e233c6e
5.8 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
امتزاز الرصاص(2) من المحلول المائي باستخدام بذور إيليمي الأفريقية وقشرة المخاط وقشرة المحار كممتزات وتحسينها باستخدام تصميم Box - Behnken
Translated title (French)
Adsorption du plomb(II) à partir d'une solution aqueuse en utilisant la graine d'élémi d'Afrique, la coquille de mucuna et la coquille d'huître comme adsorbants et optimisation en utilisant la conception Box–Behnken
Translated title (Spanish)
Adsorción de plomo(II) a partir de una solución acuosa utilizando semillas de elemi africano, cáscara de mucuna y cáscara de ostra como adsorbentes y optimización utilizando el diseño Box–Behnken

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3047462780
DOI
10.1007/s13201-020-01242-y

Is supplement to
https://openalex.org/W2901823287 (Other)
https://openalex.org/W2013917593 (Other)
https://openalex.org/W1987321824 (Other)
https://openalex.org/W4243740030 (Other)
https://openalex.org/W4200184925 (Other)
https://openalex.org/W2570086286 (Other)
https://openalex.org/W1975415121 (Other)
https://openalex.org/W3143991937 (Other)
https://openalex.org/W2083461731 (Other)
https://openalex.org/W164303708 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W1147565337
  • https://openalex.org/W1945492706
  • https://openalex.org/W1971109601
  • https://openalex.org/W1983814272
  • https://openalex.org/W2015422015
  • https://openalex.org/W2020292820
  • https://openalex.org/W2034105102
  • https://openalex.org/W2054601385
  • https://openalex.org/W2060321883
  • https://openalex.org/W2065741896
  • https://openalex.org/W2067458557
  • https://openalex.org/W2073797042
  • https://openalex.org/W2091754204
  • https://openalex.org/W2110964946
  • https://openalex.org/W2112611468
  • https://openalex.org/W2154027472
  • https://openalex.org/W2179992573
  • https://openalex.org/W2183792182
  • https://openalex.org/W2278396154
  • https://openalex.org/W2298984478
  • https://openalex.org/W2326213926
  • https://openalex.org/W2336870601
  • https://openalex.org/W2337878693
  • https://openalex.org/W2498987500
  • https://openalex.org/W2501645911
  • https://openalex.org/W2547636919
  • https://openalex.org/W2556743218
  • https://openalex.org/W2560320373
  • https://openalex.org/W2563255838
  • https://openalex.org/W2581870730
  • https://openalex.org/W2583218793
  • https://openalex.org/W2588577306
  • https://openalex.org/W2588635181
  • https://openalex.org/W2590174722
  • https://openalex.org/W2606023084
  • https://openalex.org/W2732241495
  • https://openalex.org/W2735895495
  • https://openalex.org/W2761511310
  • https://openalex.org/W2769387987
  • https://openalex.org/W2789616054
  • https://openalex.org/W2790247494
  • https://openalex.org/W2791362047
  • https://openalex.org/W2792013731
  • https://openalex.org/W2792420296
  • https://openalex.org/W2793535147
  • https://openalex.org/W2793596993
  • https://openalex.org/W2797165074
  • https://openalex.org/W2799448872
  • https://openalex.org/W2799858190
  • https://openalex.org/W2805669207
  • https://openalex.org/W2810487258
  • https://openalex.org/W2891278657
  • https://openalex.org/W2898203174
  • https://openalex.org/W2898518477
  • https://openalex.org/W2899089560
  • https://openalex.org/W2899234570
  • https://openalex.org/W2899393490
  • https://openalex.org/W2904479531
  • https://openalex.org/W2909629348
  • https://openalex.org/W2913549876
  • https://openalex.org/W2932893134
  • https://openalex.org/W2969240359