The kinetic and thermodynamic parameters of Acid Red 66, adsorbed by granular activated carbon, were investigated on areas of initial concentration, contact time, and temperature. The adsorption equilibrium data were applied to Langmuir, Freundlich, Temkin, Redlich-Peterson, and Temkin isotherms. The agreement was found to be the highest in the Freundlich model. From the determined Freundlich separation factor (1/n = 0.125 ~ 0.232), the adsorption of Acid Red 66 by granular activated carbon could be employed as an effective treatment method. Temkin's constant related to adsorption heat (BT = 2.147 ~ 2.562 J mol-1) showed that this process was physical adsorption. From kinetic experiments, the adsorption process followed the pseudo-second order model with good agreement. The results of the intraparticle diffusion equation showed that the inclination of the second straight line representing the intraparticle diffusion was smaller than that of the first straight line representing the boundary layer diffusion. Therefore, it was confirmed that intraparticle diffusion was the rate-controlling step. From thermodynamic experiments, the activation energy was determined as 35.23 kJ mol-1, indicating that the adsorption of Acid Red 66 was physical adsorption. The negative Gibbs free energy change (ΔG = -0.548 ~ -7.802 kJ mol-1) and the positive enthalpy change (ΔH = +109.112 kJ mol-1) indicated the spontaneous and endothermic nature of the adsorption process, respectively. The isosteric heat of adsorption increased with the increase of surface loading, indicating lateral interactions between the adsorbed dye molecules.
The isotherm, kinetic, and thermodynamic parameters of reactive blue 4 adsorbed by activated carbon were investigated for activated carbon dose, pH, initial concentration, contact time, and temperature data. The adsorption of the RB 4 dye by activated carbon showed a concave shape in which the percentage of adsorption increased in both directions starting from pH 7. The isothermal adsorption data were applied to Langmuir, Freundlich, and Temkin isotherms. Both Freundlich and Langmuir isothermal adsorption models fit well. From determined Freundlich separation factor (1/n = 0.125 ~ 0.232) and Langmuir separation factor (RL = 1.53 ~ 1.59), adsorption of RB 4 by activated carbon could be employed as an effective treatment method. The constant related to the adsorption heat (BT = 2.147 ~ 2.562 J mol-1) of Temkin showed that this process was physical adsorption. From kinetic experiments, the adsorption process followed the pseudo second order model with good agreement. The results of the intraparticle diffusion model showed that the inclination of the first straight line representing the surface diffusion was smaller than that of the second straight line representing the intraparticle pore diffusion. Therefore, it was confirmed that intraparticle pore diffusion is the rate-controlling step. The negative Gibbs free energy change (ΔG = -3.262 ~ -7.581 kJ mol-1) and the positive enthalpy change (ΔH = 61.08 kJ mol-1) indicated the spontaneous and endothermic nature of the adsorption process, proving this process to be spontaneous and endothermic.
Adsorption characteristics of acid green 27 dye using activated carbon were investigated as function of adsorbent dose, pH, initial concentration, contact time and temperature. Freundlich isotherm explained adsorption of acid green 27 dye very well and Freundlich separation factors (1/n=0.293~0.387) were found that this process could be employed as effective treatment method. Kinetic studies showed that the kinetic data were well described by the pseudo second-order kinetic model. Pseudo second rate constant ($k_2$) decreased with the increase in initial acid green 27 concentration. Activation energy (10.457 kJ/mol) and enthalpy (79.946 kJ/mol) indicated that adsorption process was physisorption and endothermic. Since Gibbs free energy decreased with increasing temperature, spontaneity of adsorption reaction increased with increasing temperature in the temperature range of 298 K~318 K.
The removal process of heavy metal ion in aqueous solution by the functionalized silica bead was simulated using the finite difference method. Equilibrium model and non-equilibrium model were proposed and the effects of dimensionless groups and various parameters were investigated. Freundlich isotherm was used in equilibrium model and 1st order adsorption rate expression was assumed in non-equilibrium model. The comparison results by the predictions of equilibrium and non-equilibrium models showed good agreement. The predictions of equilibrium model were compared with experimental results reported in literature and showed the marginal agreement.
A kinetic study for anion exchange was performed for commercially available Cl- type anion exchange resin in use to remove nitrate in water. The obtained results from the batch reactor were applied to the Langmuir and Freundlich models. The constants for Lagmuir model were qmax =29.82 and b=0.202, and for Freundlich model were K=5.509 and n=1.772. Langmuir model showed betterfit than Frendlich model for the experimental results. Ion exchange reaction rate was also calculated and the the approximate first-order reaction, rate constant k1 was 0.16 L/mg.hr. Effective diffusion coefficient was obtained in the range from $9.67$\times$10^{-8} cm^2/sec$ for initial concentration change, and from $6.09$\times$10^{-7} to 3.98$\times$10^{-6} cm^2/sec$ for reaction temperature change. Activation energy during the diffusion was calculated as 26 kcal/mol.
Kalavathy, M. Helen;Swaroop, G.;Padmini, E.;Lima Rose, Miranda
Carbon letters
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v.10
no.1
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pp.23-32
/
2009
The adsorption of phenolic compound resorcinol on activated carbons prepared from Moringa oleifera (Drumstick bark) has been investigated. Activated carbon was prepared by impregnating Moringa oleifera with 50% phosphoric acid in the ratio of 1:1 and 1:2(w/w), designated as MOAC1 and MOAC2. Equilibrium and isotherm studies were carried out. The influences of variables such as contact time, initial concentration of resorcinol, carbon dosage in the solution on percentage adsorption and adsorption capacity of the bark have been analysed. The equilibration time was found to be 4 h. Kinetics of resorcinol onto activated carbons was checked for pseudo first order and pseudo second order model. It was found that the adsorption of resorcinol follows pseudo second order kinetics for both MOAC1 and MOAC2. The isotherm data were correlated with isotherm models, namely Langmuir and Freundlich. Adsorption isotherms were satisfactorily fitted by both the Langmuir and Freundlich model for MOAC1 and MOAC2.
A mixed adsorbent prepared by pyrolysing a mixture of carbon and flyash in 1:1 ratio was tested for its deceleration ability for three different classes of dyes, namely Astrazone Blue FRR(C.I. Basic Blue 69), Teflon Blue ANL(C.I. Acid Slue 125) and Verofix Red(Reactive Red 3GL). Equilibrium investigations were carried out at the optimum conditions obtained in the previous studies. The equilibrium data fitted reasonably well to both the Freundlich and Langmuir adsorption models. However the Langmuir model was more appropriate to describe the adsorption behavior of the dyes to the hybrid absorbent system compared with the Freundlich model. The mixed adsorbent cm be an low-cost alternative to activated carbons.
The retardation of heavy metals in a mixture of fly ash and bentonite was studied as a potential barrier material for a landfill. Column tests were conducted using synthetic leachate having 100 mg/L and 50 mg/L of lead (Pb) and cadmium (Cd), respectively. Results indicated that the mixture had obvious retardation ability for heavy metals. To investigate the retardation factor caused by adsorption, batch adsorption tests were conducted at various concentrations. Test results were correlated with both Langmuir and Freundlich isotherms. The adsorption of the lead ion was applicable to the Langmuir isotherm and the adsorption of the cadmium ion was applicable to the Freundlich isotherm. In addition, based on experimental results, the migration characteristics of heavy metals through the bed of fly ash and bentonite mixture were investigated using the PHREEQC, a reactive transport model, under the real conditions of the landfill liner.
Loess, a natural clay, was evaluated as an adsorbent for the decolorization of Acid Orange II, an azo and reactive dye, from aqueous solution. Adsorption studies were performed at $30^{\circ}C$ and the effect of reaction time, loess dosage, initial concentration, loess particle size, pH, agitation rate were investigated to determine the optimum operation conditions. The removal efficiencies of color were measured to evaluate the effectiveness of loess. From this study, it was found that optimal reaction time was 10 min. Color removal efficiencies of Acid Orange II were increased as higher loess dosage, initial concentration and agitation rate. However, color removal efficiencies decreased when pH is high and loess particle becomes large. Adsorption of Acid Orange II fitted to the pseudo-second-order rate kinetics more than first-order rate kinetics. Langmuir and Freundlich adsorption isotherm constants and correlation coefficients were calculated and compared. It was concluded that the adsorption data of Acid Orange II onto loess fitted to the Freundlich model more than Langmuir model.
In this study, the adsorption equilibria of acetic acid on activated carbon were investigated at the temperatures of 313.15 K and 323.15 K. The obtained adsorption data were then fitted by Langmuir, Bi-Langmuir, and Freundlich models, in which the relevant model parameters were determined by minimizing the sum of the squares of deviations between experimental data and calculated values. The comparison results revealed that Bi-Langmuir model could account for the adsorption equilibrium data of acetic acid with the highest accuracy among the three adsorption models considered.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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