KFUPM ePrints

LDHS BASED NANOSORBENTS FOR REMOVAL OF ANIONIC DYES

l LDHS BASED NANOSORBENTS FOR REMOVAL OF ANIONIC DYES. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF (LDHS BASED NANOSORBENTS FOR REMOVAL OF ANIONIC DYES) - Accepted Version
Restricted to Abstract Only until 09 May 2019.

4Mb

Arabic Abstract

Dyes are continuous global demanded products and are majorly disposed of in water bodies; thus, the treatments of such pollutants are major challenges. Adsorption among various treatment options is affordable and available which endear its use by researchers and treatment plants. Of the various adsorbents used and reported, layered double hydroxides (LDHs) has been found to possess outstanding properties such as high surface area and excellent ion exchange capacities as well as ease of synthesis and regeneration. The focus of this work lies on the synthesis of Ternary layered double hydroxide, NiMgAl (NMA) and MgCoAl (MCA) LDH, and their graphene based nanocomposites (G/NMA and G/MCA) via coprecipitation technique. These nanomaterials and their calcined products NiMgAl LDO (NMA-C), MgCoAl LDO (MCA-C), Graphene-NiMgAl LDO (G/MCA-C) and Graphene-NiMgAl LDO (G/NMA-C) were then used for the removal of an anionic dyes, Eriochrome Black T (EBT) and Methyl orange (MO), from aqueous solution. The adsorption processes were studied through isotherm, kinetic and thermodynamic investigations of various parameters such as initial solution pH, contact time, adsorbent dosage, initial dye concentration and temperature. All the adsorbent samples exhibit fast sorption optimized at acidic pH due to abundance of oxygen containing functional groups. The adsorption processes were suitably fitted by Langmuir isotherm with maximum adsorption computed to be 384.62 mg/g for EBT adsorption on G/NMA-C and 434.78 mg/g for adsorption of MO on G/NMA-C. The highest capacities obtained for the calcined graphene nanocomposites arise from the synergistic contribution of graphene integration and calcination. Furthermore, kinetics evaluation showed the suitability of pseudo-second order model which is due to the chemisorption nature of the adsorption process. Thermodynamics study has revealed the exothermic nature of the adsorption processes. High removal efficiency of the dyes with better recovery and reusability of these nanomaterials has highlighted their potential application in toxic water remediation.

English Abstract

لأصباغ هي منتجات مطلوبة عالمية مستمرة ويتم التخلص منها بشكل رئيسي في المسطحات المائية. وبالتالي ، فإن معالجات هذه الملوثات تشكل تحديات رئيسية. الامتزاز بين خيارات العلاج المختلفة هو بأسعار معقولة ومتاحة والتي تحرص على استخدامها من قبل الباحثين ومحطات العلاج. من مختلف المواد الممتزّة المستخدمة والمبلّغ عنها ، تم العثور على هيدروكسيد مزدوج الطبقات (LDHs) يمتلك خصائص بارزة مثل مساحة السطح العالية والقدرات الممتازة للتبادل الأيوني وكذلك سهولة التجميع والتجديد. ينصب تركيز هذا العمل على توليف هيدروكسيد مزدوج الطبقات الثلاثية ، NiMgAl (NMA) و MgCoAl (MCA) LDH ، ومركباتها النانوية المعتمدة على الجرافين (G / NMA و G / MCA) عن طريق تقنية الترسيب. تم بعد ذلك استخدام هذه المواد النانوية ومنتجاتها المكلسة NiMgAl LDO (NMA-C) ، و MgCoAl LDO (MCA-C) ، و Graphene-NiMgAl LDO (G / MCA-C) ، و Graphene-NiMgAl LDO (G / NMA-C) إزالة الأصباغ الأنيونية ، اريوتشروم بلاك تي(EBT) وبرتقال الميثيل (MO)، من محلول مائي. تمت دراسة عمليات الادمصاص من خلال تحليل متساوي للحرارة والحركية والديناميكا الحرارية لمختلف العوامل مثل درجة الحموضة الأولية ، وقت التماس ، الجرعة الممتزة ، تركيز الصبغة الأولي ودرجة الحرارة. تظهر جميع العينات الممتزة امتصاصًا سريعًا محسّنًا عند الأس الهيدروجيني الحمضي بسبب وفرة الأكسجين المحتوية على مجموعات وظيفية. م تجهيز عمليات الامتزاز بشكل مناسب من قبل متساوي الساق لانجميور مع الحد الأقصى من الامتزاز المحسوب ليكون 384.62 ملغم / غرام من أجل امتصاص EBT على G / NMA-C و 434.78 ملغم / جم من أجل امتزاز MO على G / NMA-C. أعلى القدرات التي تم الحصول عليها لمركب نانوي الجرافين المكلس تنشأ من المساهمة التآزرية لتكامل الجرافين والتكليس. وعلاوة على ذلك ، أظهر تقييم حركية مدى ملاءمة نموذج الطلب الثاني الزائف الذي يرجع إلى طبيعة امتصاص كيميائي لعملية الامتزاز. كشفت دراسة الديناميكا الحرارية الطبيعة الطاردة للحرارة لعمليات الإدمصاص. وقد أبرزت كفاءة إزالة الأصباغ العالية مع تحسين الاستعادة وإعادة القابلية لهذه المواد النانوية إمكانية تطبيقها في معالجة المياه السامة.



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Chemistry
Environmental
Engineering
Chemical Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Chemical Engineering Dept
Committee Advisor:Al-Harthi, Mamdouh
Committee Members:Al-Juhani, Abdul​hadi and Farooq, Wasif and Zahid, Umer and Kamal, Muhammad
ID Code:140697
Deposited By:TAYE KAZEEM (g201409120)
Deposited On:28 May 2018 12:21
Last Modified:28 May 2018 12:21

Repository Staff Only: item control page