Sorption of Acid Green 16 from Aqueous Solution onto Low-moor Peat and Smectite Clay Co-occurring in Lignite of Belchatow Mine Field

• Autorzy: Kyzioł-Komosińska J. , Rosik-Dulewska C. , Pająk M. , Czupioł J. , Dzieniszewska A. , Krzyżewska I.

Warianty tytułu

PL

Sorpcja barwnika Acid Green 16 z roztworów wodnych na torfach niskich i iłach smektytowych towarzyszących złożom węgli brunatnych w polu Bełchatów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

PL

Celem badań było wyznaczenie pojemności sorpcyjnej iłu smektytowego i torfu niskiego towarzyszących pokładom złóż węgli brunatnych w stosunku do barwnika Acid Green 16 (AG–16) oraz określenie mechanizmu jego wiązania. Wyniki wskazały, że badany torf niski był skutecznym sorbentem barwnika AG-16 w całym zakresie stężeń początkowych (1–1000 mg/dm³), natomiast ił smektytowy – jedynie z zakresie stężeń wysokich (> 250 mg/dm³). W wyniku aktywacji termicznej iłu nastąpił wzrost jego pojemności sorpcyjnej w stosunku do badanego barwnika. Proces sorpcji barwnika przebiegał przy ujemnie naładowanej powierzchni sorbentów i wskazywał, że jednym z mechanizmów wiązania barwnika AG–16 były oddziaływania elektrostatyczne. Ponadto barwnik ten był wiązany przez torf również w wyniku wymiany jonowej z jonami Ca²⁺ występującymi w jego kompleksie sorpcyjnym. Stwierdzono, że sorpcję barwnika AG-16 na iłach najlepiej opisuje izoterma Freundlicha i Dubinina-Raduszkiewicza, a na torfie – wszystkie 3 izotermy. Sorpcja barwnika na iłach miała charakter fizyczny a na torfie była to chemisorpcja. Proces sorpcji przebiegał według równania pseudo-drugiego rzędu. Istotną rolę dyfuzji wewnątrz cząsteczkowej stwierdzono jedynie dla sorpcji barwnika na cząstkach iłu naturalnego i modyfikowanego.

Słowa kluczowe

EN

sorption; dyes; smectite clay; peat; sorption isotherms

PL

sorpcja; barwniki; iły smektytowe; torf; izotermy sorpcji

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2015
• Tom: Tom 17, cz. 1
• Strony: 165--187
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Kyzioł-Komosińska J.

• Opole University
• Institute of Environmental Engineering PAS, Zabrze

autor

Rosik-Dulewska C.

• Opole University
• Institute of Environmental Engineering PAS, Zabrze

autor

Pająk M.

• Institute of Environmental Engineering PAS, Zabrze

autor

Czupioł J.

• Institute of Environmental Engineering PAS, Zabrze

autor

Dzieniszewska A.

• Institute of Environmental Engineering PAS, Zabrze

autor

Krzyżewska I.

• Institute of Environmental Engineering PAS, Zabrze

Bibliografia

• 1. Ansone l., Eglite L., Klavins M.: Removal of Arsenic compounds with peat, peat-based and synthetic sorbents. Ecology and Chemical Engineering Science. 4(19), 513–531 (2012).
• 2. Brauner S., Deming N.S., Deming W.E., Teller E.: On the theory of van der Waals adsorption of gases. Journal of the American Chemical Society. 62, 1723–1732 (1940).
• 3. Choma J., Jarowiec M., Burakiewicz-Mortka W., Gwizdalski M.: Adsorpcja związków organicznych z roztworów wodnych na węglach aktywnych. Ochrona Środowiska. 1(56), 11–17 (1995).
• 4. Cornell R.M., Schwertmann U.: The iron oxides. Structure, properties, reaction, occurrences and uses. Wiley-VCH, Weinheim 2003.
• 5. Crini G.: Non-conventional low-cost adsorbents for dye removal: A review. Bioresource Technology. 97, 1061–1085 (2006).
• 6. Czaplicka M., Chmielarz A.: Application of biosurfactants and non-ionic surfactants for removal of organic matter from metallurgical lead-bearing slime. Journal of Hazardous Materiale. 2–3(163), 645–649 (2009).
• 7. Dąbek L., Ozimina E., Picheta-Oleś A.: Badania nad usuwaniem barwnych związków organicznych ze ścieków z przemysłu włókienniczego. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection). 15, 1164–1176 (2013).
• 8. Djordjevic D., Stojiljkovic D., Smelcerovic M.: Adsorption Kinetics of Reactive Dyes on Ash From Town Heating Plant. Archives of Environmental Protection. 3(40), 123–135 (2014).
• 9. Erdem E., Colgecen G., Donat R.: The removal of textile dyes by diatomite earth. Journal of Colloid and Interface Science. 2(282), 314–319 (2005).
• 10. Fil B. A., Özmetin C., Korkmaz M.: Cationic Dye (Methylene Blue) Removal from Aqueous Solution by Montmorillonite. Bulletin of the Korean Chemical Society. 33, 3184–3190 (2012).
• 11. Foo K.Y., Hameed B.H.: Insights into the modeling of adsorption isotherm systems. Chemical Engineering Journal. 1(156), 2–10 (2010).
• 12. Giles C.H., Smith D., Huitson A.: A general treatment and classification of the solute adsorption isotherm. I. Theoretical. Journal of Colloids and Interface Science. 47, 755–765 (1974).
• 13. Guibal, E., Roussy J.: Coagulation and Flocculation of Dye Containing Solutions Using a Biopolymer (Chitosan). Reactive and Functional Polymers. 67, 33–42 (2007).
• 14. Gupta V.K., Suhas: Application of low-cost sorbents for dye removal – A review. Journal of Environmental Management. 90, 2313–2342 (2009).
• 15. Ho Y.S., McKay G.: Pseudo-second order model for sorption processes. Process Biochemistry. 34, 451–465 (1999).
• 16. Ho Y.S., McKay G.: Sorption of dye from aqueous solution by peat. Chemical Engineering Journal. 2(70), 115–124 (1998).
• 17. Hoda Roushdy Guendy: Treatment and Reuse of Wastewater in the Textile Industry by Means of Coagulation and Adsorption Techniques. Journal of Applied Sciences Research. 6(8), 964–972 (2010).
• 18. Jóźwiak T., Filipkowska U., Rodziewicz J., Mielcarek A., Owczarkowska D.: Zastosowanie kompostu jako taniego sorbentu do usuwania barwników z roztworów wodnych. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection). 15, 2398–2411 (2013).
• 19. Kaczyński R., Grabowska-Olszewska B.: Soil mechanics of the potentially expansive clays in Poland. Applied Clay Science. 11, 337–355 (1997).
• 20. Kumar K.V., Sivanesan S.: Prediction of optimum sorption isotherm: Comparison of linear and non-linear method. Journal of Hazardous Materials. 126, 198–201 (2005).
• 21. Kyzioł J., Twardowska I., Schmitt-Kopplin Ph.: The role of humic substances in chromium sorption onto natural organic matter (peat). Chemosphere. 63, 1974–1982 (2006).
• 22. Kyzioł-Komosińska J., Barba F., Callejas P., Rosik-Dulewska C.: Beidellite and other natural low-cost sorbents to remove chromium and cadmium from water and wastewater. Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio. 2(49), 121–128 (2010).
• 23. Majer E.: Zastosowanie iłów beidelitowych z nadkładu w KWB Bełchatów S.A. jako materiału do budowy składowisk odpadów. Górnictwo Odkrywkowe. 6(45), 56–61 (2003).
• 24. Mo J.H., Lee Y.H., Kim J., Jeong J.Y.: Treatment of Dye Aqueous Solutions Using Nanofiltration Polyamide Composite Membrane for the Dye Wastewater Reuse. Dyes and Pigments. 76, 429–434 (2008).
• 25. Özcan A., Öncü E.M., Özcan A.S.: Kinetics, isotherm and thermodynamic studies of adsorption of Acid Blue 193 from aqueous solutions onto natural sepiolite. Colloids and Surfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects. 227, 90–97 (2006).
• 26. Özcan A.S., Özcan A.: Adsorption of acid dyes from aqueous solutions onto acid-activated bentonite. Journal of Colloid And Interface Science. 1(276), 39–46 (2004).
• 27. Pereira M.F.R., Soares S.F., Órfão J.J.M., Figueiredo J.L.: Adsorption of dyes on activated carbon: influence of surface chemical groups. Carbon. 41, 811–821 (2003).
• 28. Płaziński W., Rudziński W.: Kinetyka adsorpcji na granicy faz roztwór/ ciało stałe. Znaczenie równań pseudo-first order oraz pseudo-second order. Wiadomości Chemiczne. 29, 479–486 (2011).
• 29. Qiao S., Hu Q., Haghseresht F., Hu X., Lu G.Q.: An investigation on the adsorption of acid dyes on bentonite based composite adsorbent. Separation and Purification Technology. 67, 218–225 (2009).
• 30. Sankar M., Sekaran G., Sadulla S., Ramasami T.: Removal of diazo and triphenylmethane dyes from aqueous solutions through an adsorption process. Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 74, 337–344 (1999).
• 31. Sarbak Z.: Adsorpcja i adsorbenty. Teoria i zastosowanie. Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań 2000.
• 32. Sepúlveda L, Fernández K, Contreras E, Palma C.: Adsorption of dyes using peat: equilibrium and kinetic studies. Environmental Technology. 9(25), 987–996 (2004).
• 33. Shen D., Fan J., Zhou W., Gao B., Yue Q., Kang Q.: Adsorption kinetics and isotherm of anionic dyes onto organo-bentonite from single and multisolute systems. Journal of Hazardous Materials. 172, 99–107 (2009).
• 34. Stoch L.: Minerały ilaste. PWN, Warszawa 1974.
• 35. Tamayo A., Kyziol-Komosinska J., Sánchez MªJ., Callejas P., Rubio J., Barba MªF.: Characterization and properties of treated smectites. Journal of the European Ceramic Society. 11(32), 2831–2841 (2012).