Bio-based Adsorbent for Removal of Safranin Dye from Aqueous Solutions

Abstract

The potential of dried (CC) and anionic surfactant modified (MCC) prickly pear cactus cladodes as an ecofriendly and low cost material for safranin removal from simulated wastewater was evaluated. Effect of several operational parameters including; pH of safranin solution, counter ions, dosage etc. on the adsorption capacity and removal efficiency of safranin was investigated. Physiochemical characterization of the adsorbents was also undertaken. The experimental data obtained was then tested using different mathematical adsorption isotherms and kinetics. Results obtained in this study found that the modified cactus samples MCC performed better than the unmodified one CC in all experiments conducted. The adsorption capacity of both samples towards safranin decreased with increasing concentration of competing ions, ionic strength and dosage. Kinetic studies followed the pseudo second order kinetic model; intraparticle diffusion was involved but wasn’t the rate determining step while equilibrium process was well represented by the Freundlich model for MCC. Positive ΔH° (30.4 and 9.2 KJ/mol) and ΔS° (109.7 and 47.6 J/mol K) values coupled with negative ΔG° for both CC and MCC determined from the thermodynamic study confirmed the process to be a spontaneous, endothermic and random disorderly process. Generally, adsorption of safranin by CC and MCC proved to be effective and suggests that they can be used as an alternative adsorbent for wastewater rich in safranin.

ȌZ: Anyonik yüzeyaktif madde modifiye ve kurutulmuş çevre dostu ve düşük maliyetli materyal olan babutsa yaprağı, yapay atık sulardan safranın gideriminde incelenmiştir. safranın pH değeri, anti-iyon, dozaj gibi parametrelerin, safranın adsorpsiyon kapasitesi ve giderim etkinliği üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Aynı zamanda, sorbentlerin fizikokimyasal nitelendirilmesi de tetkik edilmiştir. Deneysel veriler, farklı matematiksel adsorpsiyon izotermi ve kinetiği kullanılarak test edilmiştir. Bu araştırmada elde edilen sonuçlar, modifiye edilmiş babutsa örneklerinin, modifiye edilmemişlere kıyasla daha iyi performans göstermektedir. Her iki örneğin de safran adsorpsiyon kapasiteleri, iyonların konsantrasyon artışı, dozajı ve iyon gücü ile ters orantı göstererek azalmıştır. MCC için Freundlich modeli, Kinetik; partikül içi diffüzyonu gerçekleşmiş, ancak hız belirleme basamağı Partikül içi difüzyonun gerçekleşmesine karşın hız belirleme basamağını içermeyen ve MCC için Freundlich modeli tarafından iyi tanımlanan bu sistemde çalışmalar yalancı ikinci dereceden kinetik modele uymaktadır. eşleşmiştir Pozitif ΔH° (30.4 ve 9.2 KJ/mol) ve ΔS° (109.7 ve 47.6 J/mol K) değerleri termodinamik çalışmalar sonuçu belirlenmiş negatif ΔG° ile hem CC hem de MCC için eşleşmiş olup; sürecin sürekli, endotermik ve gelişigüzel düzensiz olduğu teyit edilmiştir. Safranın CC ve MCC tarafından emilmesinin genellikle etkili olduğu kanıtlanmış olup, safranca zengin atık suların absorplanmasında alternatif olarak kullanılabileceği önerilmiştir.