Zeitschrift für fortgeschrittene Chemieingenieurwesen

Abstrakt

Metalloxid-Nanopartikel als Adsorbent zur Entfernung von Schwermetallen

Taman R, Ossman ME, Mansour MS und Farag HA

In dieser Studie wurde die Leistung des Adsorptionsprozesses unter Verwendung von Metalloxid-Nanopartikeln zur Abwasserbehandlung mit Schwermetallen in einem Reaktor im Labormaßstab bewertet. Kupferoxid-Nanopartikel wurden hergestellt und unter Berücksichtigung ihrer Adsorptionseigenschaften (Oberfläche und Porengrößenverteilung) sowie ihrer chemischen Struktur und Morphologie vollständig charakterisiert. Die Adsorption von Schwermetallen, einschließlich Fe3+ und Cd2+, wurde in Batch-Experimenten untersucht. Verschiedene physikochemische Parameter wie pH-Wert, anfängliche Metallionenkonzentration, Adsorbensdosierung und Gleichgewichtskontaktzeit wurden untersucht. Die Adsorption von Cd2+- und Fe3+-Ionen nahm mit steigendem pH-Wert zu. Der optimale pH-Wert der Lösung zur Adsorption beider Metalle aus wässrigen Lösungen betrug 6. Die Adsorption erfolgte schnell und erfolgte innerhalb der ersten 20 Minuten für beide Metalle bei unterschiedlichen Lösungskonzentrationen (250, 100, 50 und 25 mg/l). Die Kinetik der Adsorption von Cd2+ und Fe3+ auf Kupferoxid-Nanopartikeln ließ sich gut durch die Geschwindigkeitsgleichung zweiter Ordnung beschreiben. Die Gleichgewichtsadsorptionsdaten für Cd2+ wurden am besten durch das Langmuir-Adsorptionsisothermenmodell beschrieben, aber für die Fe3+-Adsorption wurde festgestellt, dass das Freundlich-Adsorptionsisothermenmodell das beste Modell zur Beschreibung ist. Die Selektivitätsreihenfolge des Adsorbens ist Fe3+>Cd2+. Aus diesen Ergebnissen kann geschlossen werden, dass die CuO-Nanopartikel ein vielversprechendes Adsorbent zur Entfernung von Schwermetallen aus wässrigen Lösungen sind.