廃水から直接青78染料を除去するためのツールとしての卵副産物。運動論、平衡モデリング、熱力学、および脱離特性

Egg By-Products as a Tool to Remove Direct Blue 78 Dye from Wastewater: Kinetic, Equilibrium Modeling, Thermodynamics and Desorption Properties.

• Ainoa Murcia-Salvador
• José A Pellicer
• María Isabel Rodríguez-López
• Vicente Manuel Gómez-López
• Estrella Núñez-Delicado
• José A Gabaldón

抄録

食品製造時に発生する廃棄物である卵殻は、水溶液中の繊維染料を除去するための環境に優しい吸着剤として利用できる可能性がある。吸着プロセスは、初期の染料負荷量、接触時間、pH、吸着剤の量、温度などの要因を変化させて評価した。初期染料負荷量(Direct Blue 78)は25-300 mg/Lの範囲であった。吸着速度は、擬似一次、擬似二次、粒子内拡散モデルなどの異なるモデルを用いて解析した。また、Freundlich, Langmuir, Temkin等温線を用いて平衡時の実験データを調べた。運動論は、疑似2次、疑似1次、最終的には粒子内拡散モデルに従った。平衡時のデータについて得られた結果は、この順序に従ったものである。Freundlich＞Langmuir＞Temkinの順である。吸着平衡では、卵殻0.5gを使用し、pH5で13mg/gの最大吸着容量(q)を示した。染料の吸着は温度の上昇とともに増強された。熱力学的研究により、吸着過程の自発性と吸熱性が明らかになった。脱着研究では、卵殻が異なる吸着・脱着サイクルで再利用できることを示した。新しい高度な酸化プロセスにより、染料の95%以上を分解することができた。この結果は、卵の殻が廃水から有害染料を除去するのに有用な廃棄物であることを示しており、染色産業の環境への影響を軽減する可能性があることを示している。

Eggshell, a waste material from food manufacturing, can be used as a potential ecofriendly adsorbent for the elimination of textile dyes from water solutions. The adsorption process was evaluated varying factors such as initial dye load, contact time, pH, quantity of adsorbent, and temperature. The initial dye load (Direct Blue 78) was in the range of 25-300 mg/L. The kinetics of adsorption were analyzed using different models, such as pseudo-first-order, pseudo-second-order, and intraparticle diffusion model. Also, the experimental data at equilibrium were studied using Freundlich, Langmuir, and Temkin isotherms. The kinetics followed pseudo-second-order, then pseudo-first-order, and finally the model of intraparticle diffusion. The results obtained for data at equilibrium follow the order: Freundlich > Langmuir > Temkin. The adsorption equilibrium showed a maximum capacity of adsorption (q) of 13 mg/g at pH 5, and using 0.5 g of eggshell. Dye adsorption was enhanced with increasing temperatures. The thermodynamic study revealed the spontaneity and endothermic nature of the adsorption process. The desorption study shows that the eggshell could be reused in different adsorption/desorption cycles. A novel advanced oxidation process could degrade more than 95% of the dye. The results show that eggshell is a waste material useful to remove hazardous dyes from wastewater, which may alleviate the environmental impact of dyeing industries.