Đặc điểm hấp phụ của zirconia thu được từ phương pháp sol gel đối với ion cesium trong dung dịch nước
Tóm tắt
Bột zirconia được tổng hợp thông qua phương pháp sol gel và được đặt trong một bể phản ứng để nghiên cứu khả năng loại bỏ cesium. Phân tích X-ray và phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) đã được sử dụng để đánh giá chất hấp phụ được phát triển. Quá trình hấp phụ đã được nghiên cứu như một hàm số của pH, thời gian tiếp xúc và nhiệt độ. Quá trình hấp phụ phụ thuộc mạnh vào pH của môi trường, trong đó hiệu suất loại bỏ tăng khi pH chuyển sang dải kiềm. Quá trình này ban đầu diễn ra rất nhanh, và hấp phụ tối đa đạt được trong vòng 60 phút tiếp xúc. Mô hình giả bậc hai và mô hình khuếch tán hạt đồng nhất (HPDM) được xác định là tốt nhất để đối chiếu sự khuếch tán của cesium vào các hạt zirconia. Hơn nữa, các thông số nhiệt động học của hấp phụ, cụ thể là enthalpy chuẩn, entropy và năng lượng tự do Gibbs, đã được tính toán. Kết quả cho thấy hấp phụ cesium bởi zirconia là một quá trình thu nhiệt (ΔH > 0) và quan hệ tốt với ion cesium đối với chất hấp phụ (ΔS > 0) đã được quan sát.
Từ khóa
#zirconia #hấp phụ #ion cesium #phương pháp sol gel #nhiệt động họcTài liệu tham khảo
Volchek, 2011, Adsorption of cesium on cement mortar from aqueous solutions, J. Hazard. Mater., 194, 331, 10.1016/j.jhazmat.2011.07.111
Nakao, 2008, Characterization of the frayed edge site of micaceous minerals in soil clays influenced by different pedogenetic conditions in Japan and northern Thailand, Soil Sci. Plant Nutr., 54, 479, 10.1111/j.1747-0765.2008.00262.x
Sangvanich, 2010, Selective capture of cesium and thallium from natural waters and simulated wastes with copper ferrocyanide functionalized mesoporous silica, J. Hazard. Mater., 182, 225, 10.1016/j.jhazmat.2010.06.019
Liu, X., Chen, G.R., Lee, D.J., Kawamoto, T., Tanaka, H., Chen, M.L., and Luo, Y.K. (2014). Adsorption removal of cesium from drinking waters: A mini review on use of biosorbents and other adsorbents. Bioresour. Technol.
Nabi, 2007, Inamuddin, synthesis and characterization of a new inorganic cation-exchanger-Zr(IV) tungstomolybdate: Analytical applications for metal content determination in real sample and synthetic mixture, J. Hazard. Mater., 142, 404, 10.1016/j.jhazmat.2006.08.039
Ruvarac, A. (1982). Inorganic Ion Exchange Materials, CRC press.
2006, Thermodynamic modeling for the removal of Cs+, Sr2+, Ca 2+ and Mg2+ ions from aqueous waste solutions using zeolite A, J. Radioanal. Nucl. Chem., 288, 221
Zaki, 2005, Modeling batch kinetics and thermodynamics of zinc and cadmium ions removal from waste solutions using synthetic zeolite A, J. Hazard. Mater., 127, 211, 10.1016/j.jhazmat.2005.07.021
Sinha, 1996, A comparative-study on indigenously available synthetic zeolites for removal of strontium from solutions by ion-exchange, Radiochem. Acta, 73, 157, 10.1524/ract.1996.73.3.157
Zakaria, 2002, Thermodynamics and ion exchange equilibria of Gd3+, Eu3+ and Ce3+ ions on H+ form of titanium(IV) antimonate, Colloids Surf. A, 210, 33, 10.1016/S0927-7757(02)00216-9
2003, Diffusion mechanism of Cs+, Zn2+ and Eu3+ ions in the particles of zirconium titanate ion exchanger using radioactive tracers, Colloid Surf. A, 215, 205, 10.1016/S0927-7757(02)00443-0
Ismail, 1999, Equilibrium and kinetic studies of the sorption of caesium by potassium nickel hexacyanoferrate complex, J. Radioanal. Nucl. Chem., 240, 59, 10.1007/BF02349137
Ismail, 1998, Preparation, characterization, and utilization of potassium nickel hexacyanoferrate for the separation of caesium and cobalt from contaminated waste water, J. Radioanal. Nucl. Chem., 237, 97, 10.1007/BF02386669
Moller, 2001, Uptake of 85Sr, 134Cs and 57Co by antimony silicates doped with Ti4+, Nb5+, Mo6+ and W6+, J. Mater. Chem., 11, 1526, 10.1039/b009888o
Liu, 2008, Removal of phosphate by mesoporous ZrO2, J. Hazard. Mater., 151, 616, 10.1016/j.jhazmat.2007.06.033
Angeles, 2007, Comparative study of regioselective synthesis of beta-aminoalcohols under solventless conditions catalyzed by sulfated zirconia and SZ/MCM-41, Molecules, 12, 2515, 10.3390/12112515
Brinker, C.I., Clark, D.E., and Ulrich, D.R. (1984). The Ceramist as Chemist Opportunities for New Materials in Better Ceramics through Chemistry, Cambridge University Press.
Zhang, 2005, Arsenate adsorption on an Fe-Ce bimetal oxide adsorbent: Role of surface properties, Environ. Sci. Technol., 39, 7246, 10.1021/es050775d
Khalid, 2000, Potential of rice husks for antimony removal, Appl. Radiat. Isotopes, 52, 31, 10.1016/S0969-8043(99)00115-3
Zakariaa, 2012, Kinetic modeling analysis for the removal of cesium ions from aqueous solutions using polyaniline titanotungstate, Arabian J. Chem., 5, 105
Kumar, 2013, Thermodynamic parameters of U (VI) sorption onto soils in aquatic systems, SpringerPlus, 2, 530, 10.1186/2193-1801-2-530
Lagergren, 1898, About the theory of so-called adsorption of soluble substances, Kungl. Svenska Vetenskapsakademien. Handlingar, 24, 1
Ho, 1998, The kinetics of sorption of basic dyes from aqueous solution by Sphagnum moss peat, Can. J. Chem. Eng., 76, 822, 10.1002/cjce.5450760419
Singha, 2013, Adsorptive removal of Cu(II) from aqueous solution and industrial effluent using natural/agricultural wastes, Colloid. Surfaces. B, 107, 97, 10.1016/j.colsurfb.2013.01.060
Chiou, 2002, Equilibrium and kinetic modeling of adsorption of reactive dye on cross-linked chitosan beads, J. Hazard. Mater., 93, 233, 10.1016/S0304-3894(02)00030-4
Chiou, 2003, Adsorption Behavior of Dye AAVN and RB4 in Acid Solutions on Chemically Cross-Linked Chitosan Beads, J. Chin. Chem. Eng., 34, 625
McKay, 1999, Pseudo-second order model for sorption processes, J. Process. Biochem., 34, 451, 10.1016/S0032-9592(98)00112-5
Nibou, 2010, Adsorption of Zn2+ ions onto NaA and NaX zeolites: Kinetic, equilibrium and thermodynamic studies, J. Hazard. Mater., 173, 637, 10.1016/j.jhazmat.2009.08.132
Scheckel, 2001, Temperature effects on nickel sorption kinetics at the mineral-water interface, J. Soil. Sci. Soc. Am., 65, 719, 10.2136/sssaj2001.653719x
Dyer, 2000, Sorption characteristics of radionuclides on synthetic birnessite-type layered manganese oxides, J. Mater. Chem., 10, 1867, 10.1039/b002435j
Helfferich, F. (1962). Ion. Exchange, McGraw-Hill.
Mohan, 2002, Single- and multi-component adsorption of cadmium and zinc using activated carbon derived from bagasse-an agricultural waste, Water Res., 36, 2304, 10.1016/S0043-1354(01)00447-X
Ho, 1998, A comparison of chemisorption kinetic models applied to pollutant removal on various sorbents, Process. Saf. Environ. Prot., 76, 332, 10.1205/095758298529696
Hameed, 2007, Isotherms, kinetics and thermodynamics of acid dye adsorption on activated palm ash, Chem. Eng. J., 133, 195, 10.1016/j.cej.2007.01.032
Bensmaili, 2009, Kinetics and thermodynamic study of phosphate adsorption on iron hydroxide-eggshell waste, Chem. Eng. J., 147, 87, 10.1016/j.cej.2008.06.024
Atun, 2002, Kinetic of isotopic exchange between strontium polymolybdate and strontium ions in aqueous solution, Appl. Radiat. Isot., 56, 797, 10.1016/S0969-8043(02)00052-0
Hassan, H.S. (2004). Studies on Preparation of Some Composites and Their Applications for Separation of Some Radioactive Elements from Their Solutions. [Ph.D. Thesis, Faculty of Science, Mansoura University].