Zastosowanie aminowanych łupin Arachis hypogaea do usuwania ortofosforanów z roztworów wodnych

• Autorzy: Szymczyk P. , Filipkowska U. , Jóźwiak T.

Identyfikatory

DOI

10.12912/23920629/68323

Warianty tytułu

EN

The use of aminated husks Arachis hypogaea for removal of orthophosphate from aqueous solutions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiona została skuteczność sorpcji ortofosforanów na niemodyfikowanych i modyfikowanych (aminacja ze wstępna aktywacją epichlorohydryną) łupinach Arachis hypogaea. W przeprowadzonych badaniach wyznaczono dawkę czynnika aktywującego (epichlorohydryna), pojemność sorpcyjną niemodyfikowanych i modyfikowanych łupin, najlepsze spośród przebadanych pH sorpcji i czas równowagi reakcji. Do opisu uzyskanych wyników zastosowano model Langmuira. Najwyższą efektywność usuwania związków fosforu na niemodyfikowanych łupinach uzyskano przy pH 8, natomiast na aminowanych przy pH 5. Badania czasu uzyskania stężenia równowagowego ortofosforanów dla obu sorbentów przeprowadzono w trzech stężeniach 0,1; 0,5 i 1 mg/L. Najwyższą efektywność sorpcji P-PO4 na sorbentach uzyskano po 60 minutach. Po upływie czasu równowagi zaobserwowano zjawisko częściowego uwalniania biogenu, co mogło mieć związek ze zmianą pH roztworu przez sorbent. Badania wykazały, że modyfikacja polegająca na aminacji łupin Arachis hypogaea ze wstępną aktywacją za pomocą epichlorohydryny zwiększa ich skuteczność usuwania związków fosforu. Maksymalna pojemność sorpcyjna łupin niemodyfikowanych względem ortofosforanów wyniosła 0,011 mg/g, natomiast łupin aminowanych ze wstępną aktywacją – 0,10 mg/g.

EN

The article presents the effectiveness of phosphate sorption on the unmodified and modified (animation from the initial activation by epichlorohydrin) husks Arachis hypogaea. Studies performed determined dose activating agent (epichlorohydrin), adsorption capacity of unmodified and modified husks Arachis hypogaea, best among the tested adsorption pH as well as the equilibrium time. Langmuir model was used to describe the results. The highest removal efficiency of phosphorus compounds using unmodified husks Arachis hypogaea was obtained at pH 8, and with aminated at pH 5. The study of phosphate equilibrium concentration time obtained for both sorbents was carried out at three concentrations of 0,1; 0,5 and 1 mg/L. The highest sorption efficiency of the phosphate onto both sorbents was achieved after 60 minutes of the process. After the equilibrium time the effect of partial nutritient release was observed, which could be related to the change in pH of the solution by the sorbent. Studies have shown that the modification consists in the amination of husks Arachis hypogaea with pre-activated with epichlorohydrin increases their effectiveness removal of phosphorus compounds. The maximum adsorption capacity of unmodified husks with towards phosphate was 0.011 mg/g, while the husks animated with initial activation – 0.10 mg/g.

Słowa kluczowe

PL

sorpcja; ortofosforany; łupiny Arachis hypogaea; aminacja; epichlorohydryna

EN

sorption; orthophosphate; husks Arachis hypogaea; amination; epichlorohydrin

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 18, nr 2
• Strony: 167--174
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Szymczyk P.

• Katedra Inżynierii Środowiska, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, ul. Warszawska 117a, 10-719 Olsztyn

autor

Filipkowska U.

• Katedra Inżynierii Środowiska, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, ul. Warszawska 117a, 10-719 Olsztyn

autor

Jóźwiak T.

• Katedra Inżynierii Środowiska, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, ul. Warszawska 117a, 10-719 Olsztyn

Bibliografia

• 1. Dada A.O., Olalekan A.P., Olatunya A.M., Dada O. 2012. Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin–Radushkevich isotherms studies of equilibrium sorption of Zn2+ unto phosphoric acid modified rice husk. Journal of Applied Chemistry, 3(1), 38–45
• 2. Deng H., Li K. 2016. Efficient removal of arsenate by a surface functionalized chelating fiber based on polyacrylonitrile. Environmental Progress & Sustainable Energy; DOI:10.1002/ep.12404
• 3. Filipkowska U., Jóźwiak T., Szymczyk P. 2014. Application of cross-linked chitosan for phosphate removal from aqueous solutions. Progress in the Chemistry and Application of Chitin and its Derivatives, 19, 5–14
• 4. Gisbert R., García G., Koper M. T. 2010. Adsorption of phosphate species on poly-oriented Pt and Pt (111) electrodes over a wide range of pH. Electrochimica Acta, 55(27), 7961–7968
• 5. Hale S.E., Alling V., Martinsen V., Mulder J., Breedveld G.D., Cornelissen G. 2013. The sorption and desorption of phosphate-P, ammonium-N and nitrate-N in cacao shell and corn cob biochars. Chemosphere, 91, 1612–1619
• 6. Hamoudi S., Belkacemi K. 2013. Adsorption of nitrate and phosphate ions from aqueous solutions using organically-functionalized silica materials: Kinetic modeling. Fuel, 110, 107–113
• 7. Jóźwiak T., Filipkowska U., Szymczyk P., Mielcarek A. 2016. Sorption of nutrients (orthophosphate, nitrate III and V) in an equimolar mixture of P–PO 4, N–NO 2 and N–NO 3 using chitosan. Arabian Journal of Chemistry, doi.org/10.1016/j. arabjc.2016.04.008
• 8. Kumar M., Badruzzaman M., Adham S., Oppenheimer J. 2007. Beneficial phosphate recovery from reverse osmosis (RO) concentrate of an integrated membrane system using polymeric ligand exchanger (PLE). Water research, 41(10), 2211–2219.
• 9. Loganathan P., Vigneswaran S., Kandasamy J., Bolan N.S. 2014. Removal and recovery of phosphate from water using sorption. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 44(8), 847–907
• 10. Nguyen T.A.H., Ngo H.H., Guo W.S., Zhou J.L., Wang J., Liang H., Li G. 2014. Phosphorus elimination from aqueous solution using ‘zirconium loaded okara’as a biosorbent. Bioresource technology, 170, 30–37
• 11. Panthapulakkal S., Zereshkian A., Sain M. 2006. Preparation and characterization of wheat straw fibers for reinforcing application in injection molded thermoplastic composites. Bioresource technology, 97(2), 265–272
• 12. Szymczyk P., Filipkowska U., Jóźwiak T., Kuczajowska-Zadrożna M. 2016. Phosphate removal from aqueous solutions by chitin and chitosan in flakes. Progress on chemistry and application of chitin and its derivatives, Vol. XXI: 260–272
• 13. Wartelle L.H., Marshall W.E. 2006. Quaternized agricultural by-products as anion exchange resins. Journal of environmental management, 78(2), 157–162.
• 14. Xu X., Gao B., Wang W., Yue Q., Wang Y., Ni S. 2009. Adsorption of phosphate from aqueous solutions onto modified wheat residue: characteristics, kinetic and column studies. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 70(1), 46–52
• 15. Xu X., Gao B., Yue Q., Zhong Q. 2011. Sorption of phosphate onto giant reed based adsorbent: FTIR, Raman spectrum analysis and dynamic sorption/ desorption properties in filter bed. Bioresource technology, 102(9), 5278–5282
• 16. Yan L.G., Xu Y.Y., Yu H.Q., Xin X.D., Wei Q., Du B. 2010. Adsorption of phosphate from aqueous solution by hydroxy-aluminum, hydroxy-iron and hydroxy-iron–aluminum pillared bentonites. Journal of hazardous materials, 179(1), 244–250.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).