Published September 20, 2021 | Version v1
Publication Open

Utilization of Macadamia Nutshell Residue for the Synthesis of Magnetic Activated Carbon toward Zinc (II) Ion Removal

Creators

  • 1. Bình Dương University
  • 2. Duy Tan University

Description

In this study, macadamia nutshell residue, a prevalent leftover and green agricultural waste in Vietnam, was utilized to prepare a magnetic activated carbon adsorbent. The obtained material was characterized by its surface functionalities, elemental composition, crystalline structure, and magnetic properties. The characterization results revealed that the composite comprised Fe3O4 nanoparticles attached to the carbon matrix. The saturation magnetization (Ms) of the composite was found to be 38.2 emu g−1, indicating a convenient separation of the solid adsorbent from aqueous media using an external magnetic field. The feasibility of removing zinc (II) ion from an aqueous solution of the activated carbon/Fe3O4 (AC/Fe3O4) composite was examined. The adsorption kinetics were best explained by the Elovich model and the pseudo-second-order model. The adsorption capacity at equilibrium and the initial rate of Zn2+ adsorption determined by the pseudo-second-order model were 22.73 mg g−1 and 4.18 mg g−1 min−1, respectively. The implications of this study are that a low-cost, green, and magnetically separable material prepared by a large-scale available solid waste can be a promising adsorbent for the elimination of heavy metals.

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

Translated Description (Arabic)

في هذه الدراسة، تم استخدام بقايا جوز المكاديميا، وهي بقايا سائدة ونفايات زراعية خضراء في فيتنام، لتحضير مادة ماصة للكربون المنشط المغناطيسي. تميزت المادة التي تم الحصول عليها بوظائفها السطحية، وتكوينها العنصري، وبنيتها البلورية، وخصائصها المغناطيسية. كشفت نتائج التوصيف أن المركب يشتمل على جسيمات بحجم النانو من Fe3O4 مرتبطة بمصفوفة الكربون. تم العثور على مغنطة التشبع (Ms) للمركب 38.2 emu g−1، مما يشير إلى فصل مناسب للممتز الصلب عن الوسائط المائية باستخدام مجال مغناطيسي خارجي. تم فحص جدوى إزالة أيون الزنك (II) من محلول مائي من مركب الكربون المنشط/Fe3O4 (AC/Fe3O4). تم شرح حركية الامتزاز بشكل أفضل من خلال نموذج إلوفيتش ونموذج الدرجة الثانية الزائفة. كانت قدرة الامتزاز عند التوازن والمعدل الأولي لامتزاز Zn2+ المحدد بواسطة نموذج الرتبة الثانية الزائفة 22.73 مجم جم-1 و 4.18 مجم جم-1 دقيقة-1، على التوالي. الآثار المترتبة على هذه الدراسة هي أن المواد منخفضة التكلفة والخضراء والقابلة للفصل مغناطيسيًا التي يتم تحضيرها بواسطة نفايات صلبة متاحة على نطاق واسع يمكن أن تكون مادة ماصة واعدة للقضاء على المعادن الثقيلة.

Translated Description (French)

Dans cette étude, le résidu de noix de macadamia, un résidu répandu et un déchet agricole vert au Vietnam, a été utilisé pour préparer un adsorbant magnétique au charbon actif. Le matériau obtenu a été caractérisé par ses fonctionnalités de surface, sa composition élémentaire, sa structure cristalline et ses propriétés magnétiques. Les résultats de la caractérisation ont révélé que le composite comprenait des nanoparticules de Fe3O4 attachées à la matrice de carbone. L'aimantation à saturation (Ms) du composite s'est avérée être de 38,2 emu g−1, ce qui indique une séparation pratique de l'adsorbant solide des milieux aqueux à l'aide d'un champ magnétique externe. La faisabilité d'éliminer l'ion zinc (II) d'une solution aqueuse du composite charbon actif/Fe3O4 (AC/Fe3O4) a été examinée. La cinétique d'adsorption a été mieux expliquée par le modèle d'Elovich et le modèle de pseudo-seconde-ordre. La capacité d'adsorption à l'équilibre et le taux initial d'adsorption de Zn2+ déterminés par le modèle du pseudo-deuxième ordre étaient de 22,73 mg g−1 et 4,18 mg g−1 min−1, respectivement. Les implications de cette étude sont qu'un matériau à faible coût, vert et magnétiquement séparable préparé par un déchet solide disponible à grande échelle peut être un adsorbant prometteur pour l'élimination des métaux lourds.

Translated Description (Spanish)

En este estudio, el residuo de cáscara de nuez de macadamia, un residuo agrícola sobrante y verde frecuente en Vietnam, se utilizó para preparar un adsorbente de carbón activado magnético. El material obtenido se caracterizó por sus funcionalidades superficiales, composición elemental, estructura cristalina y propiedades magnéticas. Los resultados de la caracterización revelaron que el compuesto comprendía nanopartículas de Fe3O4 unidas a la matriz de carbono. Se encontró que la magnetización de saturación (Ms) del compuesto era de 38.2 emu g−1, lo que indica una separación conveniente del adsorbente sólido del medio acuoso utilizando un campo magnético externo. Se examinó la viabilidad de eliminar el ion zinc (II) de una solución acuosa del compuesto carbón activado/Fe3O4 (AC/Fe3O4). La cinética de adsorción se explica mejor mediante el modelo de Elovich y el modelo de pseudo-segundo orden. La capacidad de adsorción en equilibrio y la velocidad inicial de adsorción de Zn2+ determinada por el modelo de pseudo-segundo orden fueron 22.73 mg g−1 y 4.18 mg g−1 min−1, respectivamente. Las implicaciones de este estudio son que un material de bajo costo, verde y magnéticamente separable preparado por un residuo sólido disponible a gran escala puede ser un adsorbente prometedor para la eliminación de metales pesados.

Files

2543197.pdf.pdf

Files (15.8 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:d97068e54fae483ed178244b4516ead9
15.8 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استخدام بقايا جوز المكاديميا لتوليف الكربون المنشط المغناطيسي نحو إزالة أيونات الزنك (II)
Translated title (French)
Utilisation du résidu de coquille de noix de macadamia pour la synthèse du charbon actif magnétique en vue de l'élimination des ions zinc (II)
Translated title (Spanish)
Utilización del residuo de cáscara de nuez de macadamia para la síntesis de carbón activado magnético hacia la eliminación de iones de zinc (II)

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3200113002
DOI
10.1155/2021/2543197

Is supplement to
https://openalex.org/W2417131764 (Other)
https://openalex.org/W2358136759 (Other)
https://openalex.org/W2085980434 (Other)
https://openalex.org/W2072035168 (Other)
https://openalex.org/W2070652985 (Other)
https://openalex.org/W2007094274 (Other)
https://openalex.org/W1982725499 (Other)
https://openalex.org/W171658490 (Other)
https://openalex.org/W1632137160 (Other)
https://openalex.org/W1509942693 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W1985542076
  • https://openalex.org/W1993069076
  • https://openalex.org/W2023352305
  • https://openalex.org/W2031946486
  • https://openalex.org/W2053587662
  • https://openalex.org/W2061885282
  • https://openalex.org/W2078059723
  • https://openalex.org/W2096497009
  • https://openalex.org/W2113536011
  • https://openalex.org/W2171987614
  • https://openalex.org/W2587391717
  • https://openalex.org/W2597454216
  • https://openalex.org/W2606744654
  • https://openalex.org/W2763347305
  • https://openalex.org/W2806443229
  • https://openalex.org/W2891797356
  • https://openalex.org/W2899849003
  • https://openalex.org/W2922749717
  • https://openalex.org/W2944627137
  • https://openalex.org/W2946709057
  • https://openalex.org/W2991775039
  • https://openalex.org/W2997677988
  • https://openalex.org/W3008961923
  • https://openalex.org/W3013685327
  • https://openalex.org/W3033593805
  • https://openalex.org/W3035309840
  • https://openalex.org/W3040761281
  • https://openalex.org/W3041280788
  • https://openalex.org/W3049217031
  • https://openalex.org/W3082525823
  • https://openalex.org/W3083380426
  • https://openalex.org/W3089140974
  • https://openalex.org/W3091717270
  • https://openalex.org/W3091781923
  • https://openalex.org/W3096097962
  • https://openalex.org/W3097023299
  • https://openalex.org/W3120768347
  • https://openalex.org/W3121200014
  • https://openalex.org/W3127250067
  • https://openalex.org/W3128063009
  • https://openalex.org/W3130917317
  • https://openalex.org/W3136039410
  • https://openalex.org/W3136425795
  • https://openalex.org/W3163417556