Document
Removal of bisphenol a from water on hydrophobic activated carbons from date palm leaflets.
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2016
Language
English
English abstract
Activated carbon (AC) was prepared from date palm leaflets and was oxidized using nitric acid to produce oxidized activated carbon (OAC). OAC was functionalized via amide coupling to produce hydrophobic activated carbons (HACs) using n-alkyl amine surfactants: n-ethyl amine, n-propyl amine, n-butyl amine and n-octyl amine. AC possesses high surface area (425 m-/g). It possesses less carbon-oxygen functional groups on its surface with slightly higher mesoporosity. Upon oxidation and surface functionalization, the surface area tremendously decreased and microporosity diminished.
Bisphenol A, an endocrine disruptor, was tested for its removal from aqueous solution at different initial pH, time, concentration, temperature. Optimum adsorption took place at initial pH = 6.0, thus, kinetic and equilibrium studies were carried out at initial pH of 6.00 using the carbons produced in this work together with a commercial activated carbon (CAC) for comparison, Equilibrium time was found to be - 10 hours for HACs, however for AC, CAC and QAC, ~ 30 hours were required for reaching equilibrium. Adsorption data were found to follow the pseudo second order kinetic model. Adsorption rate was found to increase as temperature increases with the activation energy ranging between 4.23-14.0 kJ/mol indicating the physical nature of BPA adsorption. The equilibrium studies show a better fitting to the Langmuir isotherm when compare to the Freundlich isotherm. Equilibrium adsorption was found to increase with the increase in temperature. Hydrophobic activated carbons (HACE, HACP and HACB) show higher adsorption capacity than AC. Thermodynamic parameters show that the removal of BPA is spontaneous and endothermic in nature with physical adsorption dominating their removal from aqueous solution. From this study, HACs, particularly with short immobilized n-alkyl chains, show better performance than activated carbons in terms of kinetics and equilibrium.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
تم تحضير الكربون النشط من سعف النخيل باستخدام حمض الفوسفوريك عند 500 درجة مئوية في وجود غاز النيتروجين. وتم أكسدته باستخدام حمض النيتريك. تم تحوير الكربون النشط الموكسد إلي كربون کاره للمياه من خلال استخدام مواد أمينية نشطة سطحيا. أظهر الكربون النشط مساحة سطح عالية (425 مجم) مع قليل من المجموعات الوظيفية على سطحه ومع وجود نسبة عالية نسبيا من المسامية واسعة التقوب أظهرت الدراسة أيضا أن الأكسدة والتحرير السطحي أدي إلي إنخفاض مساحة السطح والمسامسة ضيقة الثقوب. تم اختبار المواد الكربونية موضع الدراسة لإزالة مادة بثفينول أ - وهي مادة تحدث اضطرابات في نشاط الغدد الصماء - من المحاليل المائية متضمنة دراسات الإتزان والدراسات الكينيتيكية. وقد تم دراسة امتزاز مادة بلفينول ا موضع الدراسة عند ظروف مختلفة من الرقم الهيدروجيني الأولي ومدة الإمتزاز وتراكيز المادة و درجة الحرارة. وتبين أن الرقم الهيدروجيني الأولي 6 . 0 أنسبه رقم هيدروجيني لإزالة مادة بثفينول أ. وقد تم إجراء دراسات الإتزان والدراسات الكينيتيكية عند الرقم الهيدروجيني الأمثل السابق الذكر، ويصل إتزان الإمتزاز بعد مرور أقل من 10 ساعات علي الكربون الكاره للمياه ولكن يصل إلى 30 ساعة في حالة الكربون الآخر. وتبين أن نتائج الإمتزاز تتبع النموذج الكينيتيكي ثنائي الرتبة مع ارتفاع معدل الإمتزاز مع ارتفاع درجة الحرارة. تبين أيضا أن طاقات التنشيط تتراوح بين 4 . 3-14 . 0 كيلوجول/مول مشيرة إلى أن امتزاز مادة بثفينول ا هو امتزاز فيزيائي. وأظهرت دراسات الإتزان أن نتائج الإمتزاز عند الإتزان تتبع معادلة لأنجمير اكثر من معادلة فرويندلش مع ارتفاع القيم المميزة بارتفاع الحرارة. وتبين أيضا أنه كلما قل طول سلسلة الألكيل المثبته على السطح كلما زادت قدرة الامتزاز.وتثبت الدراسة أنه على الرغم من انخفاض مساحة السطح للكربون الكاره للمياه (خاصة قصير السلسلة) إلا أنه يظهر قدرة امتزاز عالية وسريعة عن الكربون النشط أوالمؤكسد. كلما زاد طول سلسلة الألكيل فإن ذلك يؤدي إلي قلة إزالة مادة بثينول انتيجة لأن هذه السلاسل الطويلة تتجاذب مع بعضها وتحد من دخول مادة بثفينول إلي بعض المراكز النشطة علي السطح. ومن هذه الدراسة قد تبين أن الكربون الكاره للمياه يعتبر جيدا جدا لإزالة الكواد العضوية من المياه.
Category
Theses and Dissertations