APPLICATION OF IRON BASED LDH (Mg/Fe LDH) WITH TiO2 PHOTOCATALYSIS FOR AQUEOUS SELENIUM POLLUTION CONTROL

APPLICATION OF IRON BASED LDH (Mg/Fe LDH) WITH TiO2 PHOTOCATALYSIS FOR AQUEOUS SELENIUM POLLUTION CONTROL. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF
Thesis Report.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 20 July 2021.

Download (6MB)

Arabic Abstract

يظهر عنصر السيلنيوم في المياه الملوثة في عدة اشكال منها : السيلينات (SeO32-) , السلينيت (SeO42-) و السيلنيوسيانيت (SeCN-). وجدود السيلنيوسيانيت في البيئة يسبب مخاطر على صحة الانسان والبيئة. هذا البحث قام باستخدام تكنولوجيا مدمجة تشمل عملية التحفيز الضوئي والامتزاز باستخدام طبقات الهيدروكسيد الثنائية المعدلة بثاني اكسيد التتانيوم (TiO2-Mg/Fe LDH) في وجود الاشعة فوق البنفسجية للتخلص من السيلنيوسيانيت المائية. السيلنيوسيانيت في عملية التحفيز الضوئي يتأكسد الى السيلينايت وبعد فترة يتحول الى السلينيت. لذلك تم دراسة السعة الامتزازية ل TiO2-Mg/Fe LDH للتخلص من مركبات السلنيوم انفة الذكر في عملية تخلص تنافسية وذلك من خلال دراسة تأثير درجة حرارة تكلس (calcination) طبقات الهيدروكسيد الثنائية (Mg/Fe LDH). أظهرت نتائج Adsorption isotherm أن Langmuir model كان أفضل نموذج ملائم للسيلينيت وسيلينوسيانات بسعة امتصاص تبلغ 4.7 مجم / جم و 1.47 مجم / جم على التوالي. بالنسبة للسيلينات ، كان model Freundlich هو النموذج الأكثر ملائمة بسعة امتصاص 3مجم / جم. أظهرت Adsorption kinetics أن امتزاز السيلينيت والسيلينات والسيلينوسيانات يتبع pseudo-second-order model. أظهرت نتيجة الامتزاز أن أقصى كفاءة إزالة للسيلينيت والسيلينات تم تحقيقها في LDH المكلس عند 500 درجة مئوية و 1.5 جم / لتر من جرعة .LDH بالنسبة لسيلينوسيانات ، أقصى كفاءة إزالة تم الحصول عليها عند LDH المكلسة عند 250 درجة مئوية و 1.5 جم / لتر من جرعة LDH. بالنسبة لـ PCD ، تم التحقيق في كفاءة الإزالة لـ LDH المعدل لـ TiO2 من خلال دراسة تأثير نسبة الوزن لـ LDH: TiO2 w / w ، جرعات الممتز ، وتراكيز السيلنيوسيلنيت. أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها أن كفاءة الإزالة تزداد مع زيادة نسبة LDH: TiO2 w / w وجرعة الامتزاز. ومع ذلك ، انخفضت كفاءة الإزالة مع زيادة وتراكيز السيلنيوسيلنيت. أقصى كفاءة إزالة تم الحصول عليها بنسبة (1: 1.5) ، جرعة ممتزة 2 جم / لتر ، وتركيز سيلينوسيانات 2.5 جزء في المليون. أظهرت هذه التكنولوجيا المدمجة إزالة كافية لأنواع السيلينيوم.

English Abstract

Selenium is present in respective contaminated water streams in different forms, such as selenite (SeO32-), selenate (SeO42-), and selenocyanate (SeCN-). These species cause risk to human and aquatic life. This research applied a combined photocatalytic degradation (PCD) and adsorption using TiO2-Mg/Fe LDH to remove aqueous selenocyanate. First, the adsorption capacity of LDH for selenium species (SeO32-, SeO42-, SeCN-) was investigated by studying the effect of calcination temperature of LDH, adsorbent dosage, and concentration of selenium species. The adsorption isotherm showed that the Langmuir model fitted well for selenite and selenocyanate removal with an adsorption capacity of 4.7 mg/g and 1.47 mg/g, respectively. For selenate, the Freundlich model was the best-fitted model with an adsorption capacity of 3 mg/g. The adsorption kinetics showed that the adsorption of selenite, selenate, and selenocyanate followed the pseudo-second-order model. The adsorption result showed that the maximum removal efficiency for selenite and selenate was achieved for LDH calcined at 500 °C and 1.5 g/l of LDH dosage. For selenocyanate, the maximum removal efficiency was obtained for LDH calcined at 250 °C and 1.5 g/l of LDH dosage. For the PCD experiment, the removal efficiency of SeCN- using TiO2 modified by LDH was investigated by studying the effect of weight ratio of LDH:TiO2 (w/w), dosage of adsorbent, and selenocyanate concentration. The obtained results showed that the removal efficiency of SeCN- increased with an increase in the LDH:TiO2 (w/w) ratio and the adsorbent dosage. However, the removal efficiency decreased with an increase in the selenocyanate concentration. The maximum removal efficiency was obtained at a LDH:TiO2 (w/w) ratio of 1:1.5, adsorbent dosage 2 g/l, and selenocyanate concentration 2.5 ppm. The TiO2-LDH based combined PCD and adsorption technology showed sufficient removal of respective selenium species.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Civil Engineering > Water and Environmental Engineering
Department: College Of Engineering Sciences > Civil Engineering Dept
Committee Advisor: Vohra, Muhammad
Committee Members: Al-Suwaiyan, Mohammad and Al-Malack, Muhammad
Depositing User: AHMED ADAM (g201704750)
Date Deposited: 09 Aug 2020 09:53
Last Modified: 09 Aug 2020 09:53
URI: https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141673