دراسة ثرموديناميكية وحركية لأمتزاز صبغة الكونغو الحمراء من محاليلها المائية على سطح الفحم المنشط النانوي المحضر من أوراق الآس
DOI:
https://doi.org/10.54153/sjpas.2025.v7i1.818الكلمات المفتاحية:
Activated charcoal, adsorption, Congo red dye, thermodynamic functions, Lankmeier isothermالملخص
درست الخواص الأمتزازية لصبغة الكونغو الحمراء (C.R) من محاليلها المائية باستخدام مطيافية الأشعة الفوق البنفسجية –المرئية من خلال قياس الامتصاصية لمتابعة كفاءة الامتزاز، ثم درست العوامل المؤثرة على كفاءة الامتزاز المتمثلة بدراسة تأثير زمن الاتزان للصبغة قيد الدراسة، وزن السطح الماز ودرجة الحرارة حيث تم دراسة السلوك الحركي لامتزاز صبغة على السطح الماز عند تركيز ثابت للمادة الممتزة 10-5M)×5) ووزن مناسب (0.05g)عند زمن الاتزان (25min) لصبغة الكونغو الحمراء. وبينت النتائج ان النسبة المئوية لكفاءة امتزاز صبغة (C.R) تزداد بزيادة زمن الاتزان ، تم حساب الدوال الثرموداينمكية لعملية الامتزاز على مدى من الدرجات الحرارية المختلفة Cᵒ (15,25,35,45,55 (للصبغة قيد الدراسة وتم الحصول عملياً على طاقة كبس الحرة والتغير بالأنثالبي والأنتروبي واوضحت النتائج ان ΔGᵒ سالبة لكل الأنظمة مما يعني على ان عملية الامتزاز للصبغة على سطح الفحم المنشط تحدث بصورة تلقائية ، وقيم (∆Hᵒ ) السالبة تدل على ان عملية الامتزاز باعثة للحرارة وتفضل اتجاه حدوث الامتزاز الفيزيائي لأنها اقل من 40KJ/mol. تم تطبيق ايزوثيرمات الامتزاز للصبغة قيد الدراسة على السطح الماز لأوراق الآس المنشطة باستخدام أيزوثرمات لانكماير وفريندليش وتميكن ، واظهرت النتائج ان ايزوثيرم فريندليش ولانكماير وتمكين مناسبات لتمثيل عملية الامتزاز و بمعاملات ارتباط جيدة ، تم متابعة نظام الامتزاز المدروس حركياً باستخدام معادلات الحركية وهي : معادلة الدرجة الأولى الكاذبة ومعادلة الدرجة الثانية الكاذبة ، وبينت النتائج الى أن عملية الامتزاز تخضع لمعادلة الدرجة الثانية الكاذبة وفقا لمعامل الارتباط (R2)الذي اعطى افضل قيمة مقارنة بمعادلة الدرجة الأولى.
المراجع
1. Kubra KT, Hasan MM, Hasan MN, Salman MS, Khaleque MA, Sheikh MC, et al. The heavy lanthanide of Thulium (III) separation and recovery using specific ligand-based facial composite adsorbent. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2023;667:131415.
2. Salman MS, Sheikh MC, Hasan MM, Hasan MN, Kubra KT, Rehan AI, et al. Chitosan-coated cotton fiber composite for efficient toxic dye encapsulation from aqueous media. Applied Surface Science. 2023;622:157008.
3. Al-Rashdi MHH, Al-hyali EA. Equilibrium and kinetics studies for the adsorption of methylene blue using a new type of activated carbon prepared from Eucalyptus trees. sjpas [Internet]. 2023 Sep. 30 [cited 2024 Feb. 15];5(3):82-96. Available from: https://www.sjpas.com/index.php/sjpas/article/view/571.
4. Saeed Mohammed Taib A. Comparison of kinetic study of the adsorption of bromothymol blue on activated Attapulgite clay and commercial activated carbon. sjpas [Internet]. 2023 Jun. 30 [cited 2024 Feb. 15];5(2):15-32. Available from: https://www.sjpas.com/index.php/sjpas/article/view/453
5. Chen Y, Fu H, Ma D, Duan Z, Zhang Y, Yang F, et al. Differences of the pore structure and methane adsorption/desorption between vitrain and durain of low-rank coals: case study in the Huanglong Coalfield, southern Ordos Basin, China. Journal of Energy Engineering. 2021;147(5):04021038.
6. Neil KA. Physical Chemistry: Clarendon Press; 1962. 658 p.
7. Ho Y-S. Affinity adsorption of lysozyme with Reactive Red 120-modified magnetic chitosan microspheres. Food chemistry. 2014(161):323.
8. Atkins PW, De Paula J. Atkins' physical chemistry: Oxford university press; 2006. 1085 p.
9. Adam AMA, Saad HA, Atta AA, Alsawat M, Hegab MS, Refat MS, et al. Preparation and characterization of new CrFeO3-carbon composite using environmentally friendly methods to remove organic dye pollutants from aqueous solutions. Crystals. 2021;11(8):960.
10. Gao H, Wang S, Fang L, Sun G, Chen X, Tang S, et al. Nanostructured spinel-type M (M= Mg, Co, Zn) Cr2O4 oxides: novel adsorbents for aqueous Congo red removal. Materials Today Chemistry. 2021;22:100593.
11. Ghosh S, Sarkar A, Chatterjee S, Nayek HP. Elucidation of selective adsorption study of Congo red using new Cadmium (II) metal-organic frameworks: Adsorption kinetics, isotherm and thermodynamics. Journal of Solid State Chemistry. 2021;296:121929.
12. Bae J-S, Su S, Yu XX. Enrichment of ventilation air methane (VAM) with carbon fiber composites. Environmental science & technology. 2014;48(10):6043-9.
13. Majida HO, Raddia AB, Rajaa AA. Preparation and thermodynamic study of MP2 on the surface of activated charcoal. Kufa Journal of Chemistry Sciences. 2013(8).
14. Hulbert BS, Kriven WM. Specimen-displacement correction for powder X-ray diffraction in Debye–Scherrer geometry with a flat area detector. Journal of applied crystallography. 2023;56:160-6.
15. Shimojima T, Nakamura A, Ishizaka K. Development of five-dimensional scanning transmission electron microscopy. Review of Scientific Instruments. 2023;94(2):023705.
16. Vareda JP. On validity, physical meaning, mechanism insights and regression of adsorption kinetic models. Journal of Molecular Liquids. 2023;376:121416.
17. Agarwal S, Tyagi I, Gupta VK, Ghasemi N, Shahivand M, Ghasemi M. Kinetics, equilibrium studies and thermodynamics of methylene blue adsorption on Ephedra strobilacea saw dust and modified using phosphoric acid and zinc chloride. Journal of Molecular Liquids. 2016;218:208-18.
18. Ulfa M, Setiarini I. Effect of weight adsorbents ZnO-silica nanoparticle modified gelatin for methylene blue adsorpstion. AIP Conference Proceedings. 2023;2540:050013.
19. Karadeniz SC, Isik B, Ugraskan V, Cakar F. Agricultural Lolium perenne seeds as a low-cost biosorbent for Safranine T adsorption from wastewater: Isotherm, kinetic, and thermodynamic studies. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C. 2023;129:103338.
20. Scholz M, Martin RJ. Control of bio‐regenerated granular activated carbon by spreadsheet modelling. Journal of Chemical Technology & Biotechnology: International Research in Process, Environmental AND Clean Technology. 1998;71(3):253-61.
21. Deivasigamani P, Kumar PS, Sundaraman S, Soosai MR, Renita AA, Karthikeyan M, et al. Deep insights into kinetics, optimization and thermodynamic estimates of methylene blue adsorption from aqueous solution onto coffee husk (Coffee arabica) activated carbon. Environmental Research. 2023;236:116735.
22. Ragadhita R, Nandiyanto ABD. Curcumin adsorption on zinc imidazole framework-8 particles: Isotherm adsorption using Langmuir, Freundlich, Temkin, and Dubinin-Radushkevich models. Journal of Engineering Science and Technology. 2022;17(2):1078-89.
23. Nandiyanto ABD, Nugraha WC, Yustia I, Ragadhita R, Fiandini M, Saleh M, et al. Rice husk for adsorbing dyes in wastewater: literature review of agricultural waste adsorbent, preparation of Rice husk particles, particle size on adsorption characteristics with mechanism and adsorption isotherm. Journal of Advanced Research in Applied Mechanics. 2023;106(1):1-13.
24. Atar N, Olgun A, Wang S. Adsorption of cadmium (II) and zinc (II) on boron enrichment process waste in aqueous solutions: batch and fixed-bed system studies. Chemical Engineering Journal. 2012;192:1-7.
25. Nandiyanto ABD, Ragadhita R, Fiandini M, Maryanti R, Al Husaeni D, Al Husaeni D. Adsorption isotherm characteristics of calcium carbon microparticles prepared from chicken bone waste to support sustainable development goals (SDGS). Journal of Engineering, Science and Technology. 2023;18(2):1363-79.
26. Xu H, Li S, Wang J, Deng J, Huang G, Sang Q, et al. Removal of Pyridine from Aqueous Solutions Using Lignite, Coking Coal, and Anthracite: Adsorption Kinetics. Processes. 2023;11(11):3118.
التنزيلات
منشور
إصدار
القسم
الرخصة
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Copyright Notice
Authors retain copyright and grant the SJPAS journal right of first publication, with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in Samarra Journal of Pure and Applied Science.
The Samarra Journal of Pure and Applied Science permits and encourages authors to archive Pre-print and Post-print items submitted to the journal on personal websites or institutional repositories per the author's choice while providing bibliographic details that credit their submission, and publication in this journal. This includes the archiving of a submitted version, an accepted version, or a published version without any Risks.
