Removal of Na+ and C1- on surface functionalized dehydrated carbons from date palm leaflets

Removal of Na+ and C1- on surface functionalized dehydrated carbons from date palm leaflets

Author

AL-Ghawi, Abdullah Humoud Salim

Publisher

Sultan Qaboos University

Gregorian

2016

Language

English

Subject

Water

Carbon, Activated

Date palm

English abstract

A sample of brackish water collected from a farm well in Barka was analyzed and showed an elevated levels of total dissolved solids (TDS) with abundant ions including Nat(558 mg/L), Ca2+(251 mg/L), Mg2+(156 mg/L), CF(1434 mg/L), SO42-+(373 mg/L) and NO3- (35 mg/L). Dehydrated carbon (DC) that was prepared from date palm leaflets using sulfuric acid, was functionalized successfully to produce a cation exchanger of sulfonated dehydrated carbons (SDC) and an anionic exchanger of basic dehydrated carbon (BDC). SDC is acidic and acts as a cationic exchanger while BDC acts as an anionic exchanger. SDC and BDC possess less surface area with high contents of surface functional groups. Kinetic study showed that equi-librium was obtained within 2 hours from synthetic solutions and brackish water with data fitting the pseudo second order model. SDC showed good performance for Nat sorption (29.1 mg/g) while BDC showed best sorption performance for CI (28.2 mg/g). Sorption of Nat and CI was enhanced in the presence of both sorbents (Nat 36.9 mg/g, Cl56.8 mg/g). The equi-librium data were found to fit more the Langmuir model than the Freundlich model. Sorption preference from ionic mixture of equal metal concentrations (mg/L) followed the order: Ca2+> Mg2+> Nat and for the anions: NO3'>SO42-> C1'. Nat and cr showed desorption phenomenon in the presence of other ions in sorption solution. Efficiency of ions removal has in creased with sorbent mass increase. Combined sorbents showed better sorption capacity for both cations and anions with efficient recycle properties. The study showed that a combined filter of both SDC and BDC show promising desalting properties of brackish water in addition of being cheap, recyclable and sustainable.

Member of

Theses and Dissertations

Resource URL

https://hdl.handle.net/20.500.12408/3822

Arabic abstract

تم تحليل عينة من المياه المالحة جزئيا من أحد آبار المياه في ولاية بركاء وتبين وجود مستويات عالية من المواد الصلبة الذائبة مع وجود تركيزات عالية من أيونات الصوديوم (558 مجم/لتر) والكالسيوم (251 مجم/لتر) والمغنسيوم (156 مجم/لتر) والكلورايد (1434 مجم/لتر) والكبريتات (373 مجم/لتر والنترات (35 مجم /لتر). تم في هذه الدراسة تحضير الكربون منزوع المياه من سعف النخيل باستخدام حمض الكبريتيك. تم تحوير سطح الكربون لإنتاج مبادل أيوني موجب يحتوي علي مجموعة السلفون وكذلك مبادل أيوني سالب قاعدي. اتضح من الدراسة أن المبادل الأيوني الموجب والسالب لها مساحة سطح منخفضة مع وجود مجموعات وظيفية بينت الدراسة أن للمبادل الأيوني الموجب كفاءة عالية لإزالة أيون الصوديوم (29.1 مجم جم) بينما المبادل الأيوني السالب له كفاءة جيدة لإزالة الكلورايد (28.2 مجم/جم). بينت الدراسة الكينتيكية أن مرحلة الاتزان تم الوصل إليها خلال ساعتين في كل من المحاليل المحضرة والمياه المالحة التي تم جمعها. أما نتائج الدراسة الكينتيكية فاتبعت شبية النموذج ثنائي الرتبة توصلت الدراسة أيضا إلي زيادة قدرة امتزاز أيونات الصوديوم (36.9 مجم/جم) والکلوراید (56.8 مجم /جم) في وجود كلا مادتي الامتزاز. واتبعت نتائج دراسة الاتزان نموذج لانجمير بخلاف نموذج فريندلش. وفي دراسة الامتزاز التنافسي المخلوط أيوني حيث يتساوي فيه تركيزات الأيونات الموجبة (مجم/لتر) وجد أن تفضيل الامتزاز يتبع الترتيب: أيون الكالسيوم - ایون المغنسيوم > أيون الصوديوم وكذلك أيون النترات > أيون الكبريتات > أيون الكلوراید. تبين أيضا وجود ظاهرة تحرر من السطح الماز لكل من أيونات الصوديوم والكلورايد. وقد زادت قدرة الإزالة مع زيادة كتلة المواد المازة وزادت قدرة الامتزاز أيضا لكل من الأيونات الموجبة والسالبة بوجود مشترك لكل من مادتي الامتزاز مع وجود كفاءة عالية لإعادة استخدام المواد المازة. بينت الدراسة أن مرشح المياه المتكون من مادتي الامتزاز يظهر قدرة على إزالة الملوحة من المياه نصف المالحة إضافة على أن هذه المواد تعتبر رخيصة يمكن تدويرها ومستدامة.