Adsorption of hexavalent chromium from aqueous solution using glucose-derived spherical activated carbon: The role of functional groups

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 12

فایل این مقاله در 19 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_AET-12-3_004

تاریخ نمایه سازی: 13 خرداد 1405

چکیده مقاله:

This research explores the production of spherical activated carbon derived from glucose using the combination of a hydrothermal process followed by chemical impregnation with hydrogen peroxide (H۲O۲), citric acid (CA), and acrylic acid (AA), and pyrolysis. The adsorption performances, kinetics, and thermodynamics of the synthesized materials were compared with those of the material without chemical impregnation using batch experiments. Boehm titration and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) confirmed an increase in oxygen-containing functional groups (carboxyl, lactone, and phenol), facilitating adsorption through electrostatic interaction, reduction, and complexation. Adsorption kinetics and isotherm modeling confirmed that the process adhered to the Elovich model and the Redlich-Peterson or Langmuir isotherm, suggesting chemisorption dominance. Among the materials tested, AA-modified activated carbon (AC-AA) exhibited the highest adsorption capacity of ۲۴۴ mg/g, outperforming previously studied biochar-based adsorbents. Kinetic and thermodynamic assessments demonstrated that Cr(VI) adsorption was spontaneous (ΔG<۰), endothermic (ΔH>۰), and entropy-favored (ΔS>۰). Notably, the study elucidates the concurrent adsorption and reduction of Cr(VI) to Cr(III) at low pH, driven by electron transfer from surface functional groups. Moreover, NaOH was identified as the most effective desorption agent, underscoring the potential for material regeneration and reuse. This research highlights the potential application of glucose-based carbon spheres with functionalized surfaces as a sustainable, cost-effective solution for Cr(VI) removal in industrial wastewater treatment.

نویسندگان

Nguyen Dat

Faculty of Chemical and Food Technology, Ho Chi Minh City University of Technology and Engineering, Viet Nam

Sang Huynh

Faculty of Chemical and Food Technology, Ho Chi Minh City University of Technology and Engineering, Viet Nam

Linh Nguyen

Faculty of Chemical and Food Technology, Ho Chi Minh City University of Technology and Engineering, Viet Nam

Hai Tran

Institute of Fundamental and Applied Sciences, Duy Tan University, Ho Chi Minh City ۷۰۰۰۰, Viet Nam

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Dat, N. D., Nguyen, L. S. P., Vo, T.-D.-H., Van ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۰۷/s۱۰۶۵۳-۰۲۳-۰۱۶۹۶-۴[۲] Dat, N. D., Huynh, Q. S., Tran, K. A. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.rineng.۲۰۲۳.۱۰۱۰۸۶[۳] Cataldo, E., Salvi, L., Paoli, F., Fucile, M., Masciandaro, ...
  • https://doi.org/۱۰.۳۳۹۰/agronomy۱۱۰۸۱۵۴۷[۴] Valentín-Reyes, J., García-Reyes, R., García-González, A., Soto-Regalado, E., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jenvman.۲۰۱۹.۰۲.۰۱۴[۵] Dhar, P. K., Naznin, A., & Hosna Ara, M. ...
  • Ali, H., Khan, E., & Ilahi, I. (۲۰۱۹). Environmental chemistry ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۱۵۵/۲۰۱۹/۶۷۳۰۳۰۵[۷] den Braver-Sewradj, S. P., van Benthem, J., Staal, Y. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.yrtph.۲۰۲۱.۱۰۵۰۴۵[۸] Boosaeidi, N., Pourkhabbaz, A., & Jahani, M. (۲۰۱۷). Biosorption ...
  • https://doi.org/۱۰.۲۲۱۰۴/aet.۲۰۱۷.۵۷۹[۹] Achmad, R. T., & Auerkari, E. I. (۲۰۱۷). Effects ...
  • https://doi.org/۱۰.۹۷۳۴/ARRB/۲۰۱۷/۳۳۴۶۲[۱۰] World Health Organization. (۲۰۲۰). Chromium in drinking-water. World Health ...
  • Sinduja, M., Sathya, V., Maheswari, M., Dhevagi, P., Kalpana, P., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۸۰/۱۵۳۲۰۳۸۳.۲۰۲۲.۲۰۳۰۲۹۸[۱۲] Velusamy, S., Roy, A., Sundaram, S., & Kumar Mallick, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۰۲/tcr.۲۰۲۰۰۰۱۵۳[۱۳] Phạm, H. G., & Đỗ, Q. H. (۲۰۱۶). Nghiên ...
  • https://js.vnu.edu.vn/EES/article/view/۲۶۸۶[۱۴] Vo, A. T., Nguyen, V. P., Ouakouak, A., Nieva, ...
  • https://doi.org/۱۰.۳۳۹۰/w۱۱۰۶۱۱۶۴[۱۵] Ma, H., Yang, J., Gao, X., Liu, Z., Liu, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jhazmat.۲۰۱۹.۰۲.۰۶۳[۱۶] Enniya, I., Rghioui, L., & Jourani, A. (۲۰۱۸). Adsorption ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.scp.۲۰۱۷.۱۱.۰۰۳[۱۷] Demiral, İ., Samdan, C., & Demiral, H. (۲۰۲۱). Enrichment ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.surfin.۲۰۲۰.۱۰۰۸۷۳[۱۸] Danish, M., Pin, Z., Ziyang, L., Ahmad, T., Majeed, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.matchemphys.۲۰۲۲.۱۲۵۹۸۹[۱۹] Li, D., Guo, Y., Li, Y., Liu, Z., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.renene.۲۰۲۲.۰۱.۱۰۹[۲۰]An, Q., Wang, Q., & Zhai, J. (۲۰۲۴). Hydrothermal carbonization ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۰۷/s۱۱۳۵۶-۰۲۴-۳۲۲۴۲-z[۲۱] Nizamuddin, S., Baloch, H. A., Griffin, G. J., Mubarak, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.rser.۲۰۱۶.۱۲.۱۲۲[۲۲] Li, M., Li, W., & Liu, S. (۲۰۱۱). Hydrothermal ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.carres.۲۰۱۱.۰۳.۰۲۰[۲۳] Kumar, A., & Jena, H. M. (۲۰۱۷). Adsorption of ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jece.۲۰۱۷.۰۳.۰۳۵[۲۴] Liu, X., He, C., Yu, X., Bai, Y., Ye, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.powtec.۲۰۱۷.۱۲.۰۳۴[۲۵] Shi, Y., Liu, G., Wang, L., & Zhang, H. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۳۹/C۹RA۰۲۶۱۰J[۲۶] Wang, Y., Xu, Y., Lu, X., Liu, K., Li, ...
  • https://doi.org/۱۰.۳۳۹۰/ijms۲۴۰۲۱۷۶۹[۲۷] Bedin, K. C., Martins, A. C., Cazetta, A. L., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.cej.۲۰۱۵.۱۰.۰۹۹[۲۸] Kim, D.-W., Kil, H.-S., Nakabayashi, K., Yoon, S.-H., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.carbon.۲۰۱۶.۱۱.۰۸۲[۲۹] Zhang, P., Qiao, Z.-A., & Dai, S. (۲۰۱۵). Recent ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۳۹/C۵CC۰۱۷۵۹A[۳۰] Tran, H. N., Lee, C.-K., Nguyen, T. V., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۸۰/۰۹۵۹۳۳۳۰.۲۰۱۷.۱۳۶۵۹۴۱[۳۱] Schumacher, P., Fischer, F., Sann, J., Walter, D., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۳۳۹۰/nano۱۲۰۸۱۲۹۴[۳۲] Zhao, J., Yu, L., Ma, H., Zhou, F., Yang, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jcis.۲۰۲۰.۰۶.۰۳۱[۳۳] Tran, H. N., You, S.-J., Hosseini-Bandegharaei, A., & Chao, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.watres.۲۰۱۷.۰۴.۰۱۴[۳۴] Tran, H. N., You, S.-J., & Chao, H.-P. (۲۰۱۶). ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jece.۲۰۱۶.۰۵.۰۰۹[۳۵] Tran, H. N., Chao, H.-P., & You, S.-J. (۲۰۱۸). ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۱۷۷/۰۲۶۳۶۱۷۴۱۶۶۸۴۸۳۷[۳۶] Pakade, V. E., Madikizela, L. M., Klink, M. J., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۸۰/۲۱۶۲۲۵۱۵.۲۰۲۳.۲۲۱۵۴۵۹[۳۷] Kirishnamaline, G., Magdaline, J. D., Chithambarathanu, T., Aruldhas, D., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.molstruc.۲۰۲۰.۱۲۹۱۱۸[۳۸] Vu, N.-T., & Do, K.-U. (۲۰۲۳). Insights into adsorption ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۰۷/s۱۳۳۹۹-۰۲۱-۰۱۳۳۷-۹[۳۹] Liu, X., Renard, C. M., Bureau, S., & Le ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.carbpol.۲۰۲۱.۱۱۷۹۳۵[۴۰] Zhao, N., Zhao, C., Tsang, D. C., Liu, K., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jhazmat.۲۰۲۰.۱۲۴۱۶۲[۴۱] Liu, C., Jin, R.-N., Ouyang, X.-k., & Wang, Y.-G. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.apsusc.۲۰۱۷.۰۲.۲۶۵[۴۲] Long, X. l., Chen, P. y., & Jin, X. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۰۲/ep.۱۴۲۴۵[۴۳] Chen, M., He, F., Hu, D., Bao, C., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.cej.۲۰۱۹.۱۲۲۷۳۹[۴۴] Tran, H. N., Nguyen, D. T., Le, G. T., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jhazmat.۲۰۱۹.۰۳.۰۱۸[۴۵] Gholipour, M., Hashemipour, H., & Mollashahi, M. (۲۰۱۱). Hexavalent ...
  • Lin, C., Luo, W., Luo, T., Zhou, Q., Li, H., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jclepro.۲۰۱۸.۰۵.۲۷۹[۴۷] Wu, J., Yan, X., Li, L., Gu, J., Zhang, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.chemosphere.۲۰۲۱.۱۳۰۰۰۸[۴۸] Zhou, H., & Chen, Y. (۲۰۱۰). Effect of acidic ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۰۷/s۱۲۵۹۸-۰۱۰-۰۰۵۹-۶[۴۹] Demiral, H., Demiral, I., Tümsek, F., & Karabacakoğlu, B. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.cej.۲۰۰۸.۰۱.۰۲۰[۵۰] Zhang, X., Zhang, L., & Li, A. (۲۰۱۸). Eucalyptus ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jenvman.۲۰۱۷.۱۱.۰۷۹[۵۱] Labied, R., Benturki, O., Eddine Hamitouche, A. Y., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۱۷۷/۰۲۶۳۶۱۷۴۱۷۷۵۰۷۳۹[۵۲] Lima, É. C., Adebayo, M. A., & Machado, F. ...
  • Wang, J., & Guo, X. (۲۰۲۰). Adsorption isotherm models: Classification, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.chemosphere.۲۰۲۰.۱۲۷۲۷۹[۵۴] Cao, Y., Dong, S., Dai, Z., Zhu, L., Xiao, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jhydrol.۲۰۲۱.۱۲۶۲۲۸[۵۵] Jiang, F., Wei, C., Yu, Z., Ji, L., Liu, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۲۱/acs.langmuir.۳c۰۲۸۸۵[۵۶] Wu, Z., Zhang, H., Ali, E., Shahab, A., Huang, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.envres.۲۰۲۲.۱۱۴۶۱۶[۵۷] Liu, L., Cai, W., Dang, C., Han, B., Chen, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.apsusc.۲۰۲۰.۱۴۶۹۸۴[۵۸] Khosravi, R., Moussavi, G., Ghaneian, M. T., Ehrampoush, M. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.molliq.۲۰۱۸.۰۲.۰۳۳[۵۹] Sodkouieh, S. M., Kalantari, M., & Shamspur, T. (۲۰۲۳). ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۰۷/s۱۱۸۱۴-۰۲۲-۱۲۳۰-۰[۶۰] Akram, M., Bhatti, H. N., Iqbal, M., Noreen, S., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jece.۲۰۱۶.۱۲.۰۰۲[۶۱] Islam, M. A., Angove, M. J., & Morton, D. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.enmm.۲۰۱۹.۱۰۰۲۶۷[۶۲] Liu, W., Zhang, J., Zhang, C., Wang, Y., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.cej.۲۰۱۰.۰۶.۰۲۰[۶۳] Luo, T., Xing, X., Zhang, X., Yue, W., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۰۷/s۱۱۸۱۴-۰۲۳-۱۵۱۴-z[۶۴] Pamidimukkala, P. S., & Soni, H. (۲۰۱۸). Efficient removal ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jece.۲۰۱۸.۰۴.۰۱۳[۶۵] Chen, Q., & Wu, Q. (۲۰۱۵). Preparation of carbon ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jhazmat.۲۰۱۴.۰۹.۰۲۴[۶۶] Nguyen, V.-T., Dat, N. D., Do, Q.-H., Le, V.-A., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۰۷/s۱۱۸۱۴-۰۲۴-۰۰۲۳۷-۸[۶۷] González-López, M. E., Laureano-Anzaldo, C. M., Pérez-Fonseca, A. A., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۸۰/۱۵۴۲۲۱۱۹.۲۰۲۰.۱۷۸۳۳۱۱[۶۸] Babapour, M., Dehghani, M. H., Alimohammadi, M., Arjmand, M. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.molliq.۲۰۲۱.۱۱۷۸۳۵[۶۹] Daneshvar, E., Zarrinmehr, M. J., Kousha, M., Hashtjin, A. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.biortech.۲۰۱۹.۱۲۲۰۶۴[۷۰] Santhosh, C., Daneshvar, E., Tripathi, K. M., Baltrėnas, P., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۰۷/s۱۱۳۵۶-۰۲۰-۰۹۲۷۵-۱[۷۱] Sun, Z., Liu, B., Li, M., Li, C., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jmrt.۲۰۱۹.۱۱.۰۳۴[۷۲] Zhang, B., Zhu, Z., Wang, X., Liu, X., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۰۲/adfm.۲۰۲۳۰۴۷۸۸[۷۳] Castro-Castro, J. D., Macías-Quiroga, I. F., Giraldo-Gómez, G. I., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۱۵۵/۲۰۲۰/۳۶۲۸۱۶۳[۷۴] Gan, C., Liu, Y., Tan, X., Wang, S., Zeng, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۳۹/C۵RA۰۴۴۱۶B[۷۵] Zimmermann, A. C., Mecabô, A., Fagundes, T., & Rodrigues, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jhazmat.۲۰۱۰.۰۲.۰۷۸[۷۶] Rajapaksha, A. U., Selvasembian, R., Ashiq, A., Gunarathne, V., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.scitotenv.۲۰۲۱.۱۵۲۰۵۵[۷۷] Elangovan, R., Philip, L., & Chandraraj, K. (۲۰۰۸). Biosorption ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jhazmat.۲۰۰۷.۰۶.۰۶۷[۷۸] Miretzky, P., & Cirelli, A. F. (۲۰۱۰). Cr(VI) and ...
  • نمایش کامل مراجع