Abstract
A mixture of algae biomass (Chrysophyta, Cyanophyta, and Chlorophyte) has been investigated for its possible adsorption removal of cationic dyes (methylene blue, MB). Effect of pH (1-8), biosorbent dosage (0.2-2 g/100ml), agitated speed (100-300), particle size (1304-89µm), temperature (20-40˚C), initial dye concentration (20-300 mg/L), and sorption–desorption were investigated to assess the algal-dye sorption mechanism. Different pre-treatments, alkali, protonation, and CaCl2 have been experienced in order to enhance the adsorption capacity as well as the stability of the algal biomass. Equilibrium isotherm data were analyzed using Langmuir, Freundlich, and Temkin models. The maximum dye-sorption capacity was 26.65 mg/g at pH= 5, 250 rpm, 89µm, 25˚C, and 50 mg/L as initial concentration. Four kinetic models were tested, pseudo first order, pseudo second order, intra- particle diffusion and Elovich model. Taking into account the analysis of the (SSR and X2), the data were best fitted to Temkin isotherm model. The pseudo-second order with higher coefficient of determination fitted the data very well. Thermodynamic parameters (ΔG0, ΔH0, ΔS0, Ea and S*) at temperature ranges of 293–313 K demonstrated that biosorption is an endothermic, spontaneous reaction and higher solution temperature favors MB removal by adsorption onto algae biomass. Results show that adsorption- desorption process lasts for five cycle before losing its efficiency and the recovery efficiency increased up to 80.52%.
Keywords
Adsorption
Algae
cationic dye
Desorption
endothermic
Abstract
تم استخدام خليط من الكتلة الحيوية للطحالب (Chrysophyta ، Cyanophyta ، و Chlorophyte) لازاله (الصبغه الزرقاء ، MB). تم دراسة تأثير الأس الهيدروجيني (1-8) ، كمية المادة المازة (0.2-2 جم / 100 مل) ، سرعة التحريك (100-300) ، حجم الجسيمات (1304-89 ميكرو متر) ، درجة الحرارة (20-40˚C) ، تركيز الصبغة الأولي (20 -300 ملغم / لتر) ، وتمت دراسة امتصاص الامتصاص لتقييم آلية امتصاص صبغة الطحالب. وقد تم تجربة مختلف المعالجات، القلويات ، والبروتونات ، و CaCl2 من أجل تعزيز قدرة الامتزاز وكذلك استقرار الكتلة الحيوية للطحالب. تم تحليل بيانات متساوي الحرارة باستخدام نماذج Langmuir و Freundlich و Temkin. كانت السعة القصوى لامتصاص الأصباغ 26.65 ملغ / غم عند الرقم الهيدروجيني = 5 ، و 250 دورة في الدقيقة ، و 89 ميكرو متر ، و 25 درجة مئوية ، و 50 ملغم / لتر كتركيز أولي. تم اختبار أربعة نماذج حركية ، من الدرجة الأولى الزائفة ، والنظام الثاني الزائف ، وانتشار داخل الجزبئة والنموذج Elovich. مع الأخذ بعين الاعتبار تحليل (SSR و X2) ، كانت البيانات الأفضل ملائمة لنموذج Temkin isotherm. اضهرت النتائج ان البيانات تخضع لمودبل الزائف من الدرجة الثانية.
أظهرت المعلمات الديناميكية الحرارية (ΔG0 ، ΔH0 ، ΔS0 ، Ea و S *) عند درجات حرارة تتراوح بين 293-313 K أن الإمتصاص هو تفاعل ماص للحرارة ، وتفاعل تلقائي ، ودرجة حرارة أعلى للحل تدعم إزالة الصبغة الزرقاء بالامتزاز على الكتلة الحيوية للطحالب. تظهر النتائج أن عملية الامتزاز- الاسترجاع تستمر لمدة خمس دورات قبل أن تفقد كفاءتها وزيادة كفاءة الاسترداد إلى 80.52 ٪.
أظهرت المعلمات الديناميكية الحرارية (ΔG0 ، ΔH0 ، ΔS0 ، Ea و S *) عند درجات حرارة تتراوح بين 293-313 K أن الإمتصاص هو تفاعل ماص للحرارة ، وتفاعل تلقائي ، ودرجة حرارة أعلى للحل تدعم إزالة الصبغة الزرقاء بالامتزاز على الكتلة الحيوية للطحالب. تظهر النتائج أن عملية الامتزاز- الاسترجاع تستمر لمدة خمس دورات قبل أن تفقد كفاءتها وزيادة كفاءة الاسترداد إلى 80.52 ٪.
تم استخدام خليط من الكتلة الحيوية للطحالب (Chrysophyta ، Cyanophyta ، و Chlorophyte) لازاله (الصبغه الزرقاء ، MB). تم دراسة تأثير الأس الهيدروجيني (1-8) ، كمية المادة المازة (0.2-2 جم / 100 مل) ، سرعة التحريك (100-300) ، حجم الجسيمات (1304-89 ميكرو متر) ، درجة الحرارة (20-40˚C) ، تركيز الصبغة الأولي (20 -300 ملغم / لتر) ، وتمت دراسة امتصاص الامتصاص لتقييم آلية امتصاص صبغة الطحالب. وقد تم تجربة مختلف المعالجات، القلويات ، والبروتونات ، و CaCl2 من أجل تعزيز قدرة الامتزاز وكذلك استقرار الكتلة الحيوية للطحالب. تم تحليل بيانات متساوي الحرارة باستخدام نماذج Langmuir و Freundlich و Temkin. كانت السعة القصوى لامتصاص الأصباغ 26.65 ملغ / غم عند الرقم الهيدروجيني = 5 ، و 250 دورة في الدقيقة ، و 89 ميكرو متر ، و 25 درجة مئوية ، و 50 ملغم / لتر كتركيز أولي. تم اختبار أربعة نماذج حركية ، من الدرجة الأولى الزائفة ، والنظام الثاني الزائف ، وانتشار داخل الجزبئة والنموذج Elovich. مع الأخذ بعين الاعتبار تحليل (SSR و X2) ، كانت البيانات الأفضل ملائمة لنموذج Temkin isotherm. اضهرت النتائج ان البيانات تخضع لمودبل الزائف من الدرجة الثانية.
أظهرت المعلمات الديناميكية الحرارية (ΔG0 ، ΔH0 ، ΔS0 ، Ea و S *) عند درجات حرارة تتراوح بين 293-313 K أن الإمتصاص هو تفاعل ماص للحرارة ، وتفاعل تلقائي ، ودرجة حرارة أعلى للحل تدعم إزالة الصبغة الزرقاء بالامتزاز على الكتلة الحيوية للطحالب. تظهر النتائج أن عملية الامتزاز- الاسترجاع تستمر لمدة خمس دورات قبل أن تفقد كفاءتها وزيادة كفاءة الاسترداد إلى 80.52 ٪.
أظهرت المعلمات الديناميكية الحرارية (ΔG0 ، ΔH0 ، ΔS0 ، Ea و S *) عند درجات حرارة تتراوح بين 293-313 K أن الإمتصاص هو تفاعل ماص للحرارة ، وتفاعل تلقائي ، ودرجة حرارة أعلى للحل تدعم إزالة الصبغة الزرقاء بالامتزاز على الكتلة الحيوية للطحالب. تظهر النتائج أن عملية الامتزاز- الاسترجاع تستمر لمدة خمس دورات قبل أن تفقد كفاءتها وزيادة كفاءة الاسترداد إلى 80.52 ٪.
أظهرت المعلمات الديناميكية الحرارية (ΔG0 ، ΔH0 ، ΔS0 ، Ea و S *) عند درجات حرارة تتراوح بين 293-313 K أن الإمتصاص هو تفاعل ماص للحرارة ، وتفاعل تلقائي ، ودرجة حرارة أعلى للحل تدعم إزالة الصبغة الزرقاء بالامتزاز على الكتلة الحيوية للطحالب. تظهر النتائج أن عملية الامتزاز- الاسترجاع تستمر لمدة خمس دورات قبل أن تفقد كفاءتها وزيادة كفاءة الاسترداد إلى 80.52 ٪.
تم استخدام خليط من الكتلة الحيوية للطحالب (Chrysophyta ، Cyanophyta ، و Chlorophyte) لازاله (الصبغه الزرقاء ، MB). تم دراسة تأثير الأس الهيدروجيني (1-8) ، كمية المادة المازة (0.2-2 جم / 100 مل) ، سرعة التحريك (100-300) ، حجم الجسيمات (1304-89 ميكرو متر) ، درجة الحرارة (20-40˚C) ، تركيز الصبغة الأولي (20 -300 ملغم / لتر) ، وتمت دراسة امتصاص الامتصاص لتقييم آلية امتصاص صبغة الطحالب. وقد تم تجربة مختلف المعالجات، القلويات ، والبروتونات ، و CaCl2 من أجل تعزيز قدرة الامتزاز وكذلك استقرار الكتلة الحيوية للطحالب. تم تحليل بيانات متساوي الحرارة باستخدام نماذج Langmuir و Freundlich و Temkin. كانت السعة القصوى لامتصاص الأصباغ 26.65 ملغ / غم عند الرقم الهيدروجيني = 5 ، و 250 دورة في الدقيقة ، و 89 ميكرو متر ، و 25 درجة مئوية ، و 50 ملغم / لتر كتركيز أولي. تم اختبار أربعة نماذج حركية ، من الدرجة الأولى الزائفة ، والنظام الثاني الزائف ، وانتشار داخل الجزبئة والنموذج Elovich. مع الأخذ بعين الاعتبار تحليل (SSR و X2) ، كانت البيانات الأفضل ملائمة لنموذج Temkin isotherm. اضهرت النتائج ان البيانات تخضع لمودبل الزائف من الدرجة الثانية.
أظهرت المعلمات الديناميكية الحرارية (ΔG0 ، ΔH0 ، ΔS0 ، Ea و S *) عند درجات حرارة تتراوح بين 293-313 K أن الإمتصاص هو تفاعل ماص للحرارة ، وتفاعل تلقائي ، ودرجة حرارة أعلى للحل تدعم إزالة الصبغة الزرقاء بالامتزاز على الكتلة الحيوية للطحالب. تظهر النتائج أن عملية الامتزاز- الاسترجاع تستمر لمدة خمس دورات قبل أن تفقد كفاءتها وزيادة كفاءة الاسترداد إلى 80.52 ٪.