Published October 14, 2022 | Version v1
Publication Open

Rapid adsorption of selenium removal using iron manganese-based micro adsorbent

Creators

  • 1. Mehran University of Engineering and Technology
  • 2. Huazhong Agricultural University
  • 3. Institut Teknologi Brunei

Description

Selenium in wastewater is of particular concern due to its increasing concentration, high mobility in water, and toxicity to organisms; therefore, this study was carried out to determine the removal efficiency of selenium using iron and manganese-based bimetallic micro-composite adsorbents. The bimetallic micro-composite adsorbent was synthesized by using the chemical reduction method. Micro-particles were characterized by using energy-dispersive X-ray spectroscopy for elemental analysis after adsorption, which confirms the adsorption of selenium on the surface of the micro-composite adsorbent, scanning electron microscopy, which shows particles are circular in shape and irregular in size, Brunauer-Emmett-Teller which results from the total surface area of particles were 59.345m2/g, Zeta particle size, which results from average particles size were 39.8 nm. Then it was applied to remove selenium ions in an aqueous system. The data revealed that the optimum conditions for the highest removal (95.6%) of selenium were observed at pH 8.5, adsorbent dosage of 25 mg, and contact time of 60 min, respectively, with the initial concentration of 1 ppm. The Langmuir and Freundlich isotherm models match the experimental data very well. The results proved that bimetallic micro-composite could be used as an effective selenium adsorbent due to the high adsorption capacity and the short adsorption time needed to achieve equilibrium. Regarding the reusability of bimetallic absorbent, the adsorption and desorption percentages decreased from 50 to 45% and from 56 to 53%, respectively, from the 1st to the 3rd cycle.

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

Translated Description (Arabic)

السيلينيوم في مياه الصرف الصحي هو مصدر قلق خاص بسبب تركيزه المتزايد، والتنقل العالي في الماء، والسمية للكائنات الحية ؛ لذلك، أجريت هذه الدراسة لتحديد كفاءة إزالة السيلينيوم باستخدام الحديد والممتزات المركبة الدقيقة ثنائية المعدن القائمة على المنغنيز. تم تصنيع المادة الممتزة المركبة الدقيقة ثنائية المعدن باستخدام طريقة الاختزال الكيميائي. تميزت الجسيمات الدقيقة باستخدام مطيافية الأشعة السينية المشتتة للطاقة للتحليل العنصري بعد الامتزاز، مما يؤكد امتزاز السيلينيوم على سطح المادة الممتزة المركبة الدقيقة، والمجهر الإلكتروني الماسح، والذي يظهر أن الجسيمات دائرية الشكل وغير منتظمة الحجم، برونور- إيميت- تيلر الذي ينتج من إجمالي مساحة سطح الجسيمات كان 59.345m2/g، حجم جسيم زيتا، والذي ينتج من متوسط حجم الجسيمات 39.8 نانومتر. ثم تم تطبيقه لإزالة أيونات السيلينيوم في نظام مائي. كشفت البيانات أن الظروف المثلى لأعلى إزالة (95.6 ٪) من السيلينيوم لوحظت عند درجة الحموضة 8.5، والجرعة الممتزة 25 ملغ، ووقت التلامس 60 دقيقة، على التوالي، بتركيز أولي قدره 1 جزء في المليون. تتطابق نماذج Langmuir و Freundlich isotherm مع البيانات التجريبية بشكل جيد للغاية. أثبتت النتائج أنه يمكن استخدام المركب الدقيق ثنائي المعدن كممتز فعال للسيلينيوم بسبب قدرة الامتزاز العالية ووقت الامتزاز القصير اللازم لتحقيق التوازن. فيما يتعلق بقابلية إعادة استخدام المادة الماصة ثنائية المعدن، انخفضت نسب الامتزاز والامتزاز من 50 إلى 45 ٪ ومن 56 إلى 53 ٪، على التوالي، من الدورة الأولى إلى الدورة الثالثة.

Translated Description (French)

Le sélénium dans les eaux usées est particulièrement préoccupant en raison de sa concentration croissante, de sa grande mobilité dans l'eau et de sa toxicité pour les organismes. Par conséquent, cette étude a été réalisée pour déterminer l'efficacité d'élimination du sélénium à l'aide d'adsorbants micro-composites bimétalliques à base de fer et de manganèse. L'adsorbant micro-composite bimétallique a été synthétisé en utilisant la méthode de réduction chimique. Les microparticules ont été caractérisées en utilisant la spectroscopie X à dispersion d'énergie pour l'analyse élémentaire après adsorption, ce qui confirme l'adsorption du sélénium sur la surface de l'adsorbant micro-composite, la microscopie électronique à balayage, qui montre que les particules sont de forme circulaire et de taille irrégulière, Brunauer-Emmett-Teller qui résulte de la surface totale des particules était 59.345m2/g, la taille des particules Zeta, qui résulte de la taille moyenne des particules était de 39,8 nm. Ensuite, il a été appliqué pour éliminer les ions sélénium dans un système aqueux. Les données ont révélé que les conditions optimales pour l'élimination la plus élevée (95,6%) du sélénium ont été observées à un pH de 8,5, à une dose d'adsorbant de 25 mg et à un temps de contact de 60 min, respectivement, avec la concentration initiale de 1 ppm. Les modèles isothermes de Langmuir et Freundlich correspondent très bien aux données expérimentales. Les résultats ont prouvé que le micro-composite bimétallique pouvait être utilisé comme adsorbant efficace du sélénium en raison de la capacité d'adsorption élevée et du temps d'adsorption court nécessaire pour atteindre l'équilibre. En ce qui concerne la réutilisabilité de l'absorbant bimétallique, les pourcentages d'adsorption et de désorption ont diminué de 50 à 45% et de 56 à 53%, respectivement, du 1er au 3ème cycle.

Translated Description (Spanish)

El selenio en las aguas residuales es de particular preocupación debido a su creciente concentración, alta movilidad en el agua y toxicidad para los organismos; por lo tanto, este estudio se llevó a cabo para determinar la eficiencia de eliminación del selenio utilizando adsorbentes de microcompuestos bimetálicos a base de hierro y manganeso. El adsorbente de microcompuesto bimetálico se sintetizó utilizando el método de reducción química. Las micropartículas se caracterizaron por el uso de espectroscopía de rayos X dispersiva de energía para el análisis elemental después de la adsorción, que confirma la adsorción de selenio en la superficie del adsorbente de microcompuesto, microscopía electrónica de barrido, que muestra que las partículas son de forma circular y de tamaño irregular, Brunauer-Emmett-Teller que resulta del área superficial total de las partículas fue 59.345m2/g, el tamaño de partícula Zeta, que resulta del tamaño promedio de partículas fue de 39.8 nm. Luego se aplicó para eliminar los iones de selenio en un sistema acuoso. Los datos revelaron que las condiciones óptimas para la mayor eliminación (95.6%) de selenio se observaron a pH 8.5, dosis de adsorbente de 25 mg y tiempo de contacto de 60 min, respectivamente, con la concentración inicial de 1 ppm. Los modelos de isoterma de Langmuir y Freundlich coinciden muy bien con los datos experimentales. Los resultados demostraron que el microcompuesto bimetálico podría usarse como un adsorbente de selenio eficaz debido a la alta capacidad de adsorción y al corto tiempo de adsorción necesario para lograr el equilibrio. En cuanto a la reutilización del absorbente bimetálico, los porcentajes de adsorción y desorción disminuyeron del 50 al 45% y del 56 al 53%, respectivamente, del 1er al 3er ciclo.

Files

s41598-022-21275-4.pdf.pdf

Files (2.0 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
md5:0fcd2eca71709c1b4ceb74083acc5888
2.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الامتزاز السريع لإزالة السيلينيوم باستخدام مادة ماصة دقيقة أساسها الحديد والمنغنيز
Translated title (French)
Adsorption rapide de l'élimination du sélénium à l'aide d'un micro adsorbant à base de fer et de manganèse
Translated title (Spanish)
Adsorción rápida de la eliminación de selenio utilizando microadsorbente a base de hierro y manganeso

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4306168664
DOI
10.1038/s41598-022-21275-4

Is supplement to
https://openalex.org/W4238221389 (Other)
https://openalex.org/W2796233903 (Other)
https://openalex.org/W2119722865 (Other)
https://openalex.org/W2105505569 (Other)
https://openalex.org/W2097057588 (Other)
https://openalex.org/W2081467025 (Other)
https://openalex.org/W2032361985 (Other)
https://openalex.org/W2004873819 (Other)
https://openalex.org/W1980422445 (Other)
https://openalex.org/W1969539204 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1595939391
  • https://openalex.org/W1836473991
  • https://openalex.org/W1969419544
  • https://openalex.org/W1973865606
  • https://openalex.org/W1974743209
  • https://openalex.org/W1975615962
  • https://openalex.org/W1977313296
  • https://openalex.org/W1978805977
  • https://openalex.org/W1978840582
  • https://openalex.org/W1979851462
  • https://openalex.org/W1982123606
  • https://openalex.org/W1987970809
  • https://openalex.org/W1989872635
  • https://openalex.org/W2004029271
  • https://openalex.org/W2013158794
  • https://openalex.org/W2015600524
  • https://openalex.org/W2016596359
  • https://openalex.org/W2017587097
  • https://openalex.org/W2020171318
  • https://openalex.org/W2021358689
  • https://openalex.org/W2022952430
  • https://openalex.org/W2027463937
  • https://openalex.org/W2029968826
  • https://openalex.org/W2030465471
  • https://openalex.org/W2049070619
  • https://openalex.org/W2049677580
  • https://openalex.org/W2052847000
  • https://openalex.org/W2053421018
  • https://openalex.org/W2059110916
  • https://openalex.org/W2059777880
  • https://openalex.org/W2061775064
  • https://openalex.org/W2071963674
  • https://openalex.org/W2074211605
  • https://openalex.org/W2077422273
  • https://openalex.org/W2081130717
  • https://openalex.org/W2081348156
  • https://openalex.org/W2082025112
  • https://openalex.org/W2082567375
  • https://openalex.org/W2082879719
  • https://openalex.org/W2087197268
  • https://openalex.org/W2088225501
  • https://openalex.org/W2088581696
  • https://openalex.org/W2092222523
  • https://openalex.org/W2094887434
  • https://openalex.org/W2106483025
  • https://openalex.org/W2125188115
  • https://openalex.org/W2243253001
  • https://openalex.org/W2269147715
  • https://openalex.org/W2293148713
  • https://openalex.org/W2327799217
  • https://openalex.org/W2499724477
  • https://openalex.org/W2551669203
  • https://openalex.org/W2605617325
  • https://openalex.org/W2610707029
  • https://openalex.org/W2738439121
  • https://openalex.org/W2753801052
  • https://openalex.org/W2765769467
  • https://openalex.org/W2769448353
  • https://openalex.org/W2778215582
  • https://openalex.org/W2784971340
  • https://openalex.org/W2793171333
  • https://openalex.org/W2802976798
  • https://openalex.org/W2810841373
  • https://openalex.org/W2942411586
  • https://openalex.org/W2943769928
  • https://openalex.org/W2943944387
  • https://openalex.org/W2971889356
  • https://openalex.org/W2979645535
  • https://openalex.org/W2983675845
  • https://openalex.org/W2994742991
  • https://openalex.org/W3002442071
  • https://openalex.org/W3087223091
  • https://openalex.org/W3094628189
  • https://openalex.org/W3097064692
  • https://openalex.org/W3166071441
  • https://openalex.org/W4246514167
  • https://openalex.org/W4321429255