view in publisher's site

Congo red adsorption with cellulose-graphene nanoplatelets beads by differential column batch reactor

Highlights•Increased Congo red adsorption with cellulose-graphene nanoplatelets beads.•Congo red adsorption in differential column batch reactor.•Adsorption dynamics modeling based on the equilibrium.AbstractCellulose beads loaded with graphene nanoplatelets (GNP) were prepared by a physical gelation method, which was feasible under mild conditions. The phases spontaneously separate when the cellulosic solution is dropped into an acid solution, maintaining semi-spherical shapes with diameter between 3.4 and 3.9 mm, which is desirable for continuous-flow systems. Beads were tested for the removal of Congo red dye using a differential column batch reactor. Langmuir isotherm described the adsorption equilibrium, with maximum adsorption capacities of 98.1 and 139.6 mg/g for cellulose and cellulose-GNP beads. GNP increased the number of binding sites in the adsorbent. Removal efficiencies were higher than 90% within a broad range of initial concentration and sorbent loading. Static batch experiments evidenced slow kinetics for both sorbents, reaching equilibrium after 400 min. Hence, mass transfer was enhanced using a differential column batch reactor. The mass transfer coefficient, kL increased from 3.16 × 10−4 to 6.94 × 10−4 L/mg min, reaching equilibrium in half of the static adsorption time. External mass transfer resistance was minimized as turbulent flow is developed around the sorbent particles, allowing to obtain adsorption efficiencies close to 100% in a reasonably low time of 100 min. GNP promoted faster kinetics, as kL was 7.58 × 10−4 L/mg min. A model was developed to describe the adsorption dynamics based on the equilibrium. Although desorption was not favorable, cellulose-GNP beads’ direct disposal is attractive due to the sorbent’s hydrogel-like nature. A future work perspective is to evaluate these adsorbents under continuous fixed-bed operation.Graphical AbstractDownload : Download high-res image (284KB)Download : Download full-size image

جذب قرمز کنگو با نانو صفحات سلولز - گرافن با استفاده از رآکتور ستونی دیفرانسیلی

نکات برجسته * افزایش جذب قرمز کنگو با نانوصفحات سلولز - گرافن. جذب قرمز کنگو در رآکتور ناپیوسته ستونی دیفرانسیلی. مدل‌سازی دینامیک جذب براساس تعادل. دانه‌های سلولز با بار نانو صفحات گرافن (GNP)با استفاده از روش ژلاسیون فیزیکی که تحت شرایط ملایم امکان پذیر بود، تهیه شدند. هنگامی که محلول سلولزی در محلول اسیدی قرار می‌گیرد، فازها به طور خود به خود جدا می‌شوند و شکل‌های نیمه کروی با قطر بین ۳.۴ و ۳.۹ میلی متر را حفظ می‌کنند، که برای سیستم‌های جریان پیوسته مطلوب است. بیدها برای حذف رنگ قرمز کنگو با استفاده از یک رآکتور گروهی ستونی افتراقی مورد آزمایش قرار گرفتند. همدمای لانگمویر تعادل جذب را با حداکثر ظرفیت‌های جذب mg / g ۶ / ۹۸ و mg / g ۹ / ۱۳۱ برای سلولز و دانه‌های سلولز - GNP توصیف کرد. تولید ناخالص ملی تعداد جایگاه‌های اتصال در جاذب را افزایش داد. بازده حذف بیش از ۹۰ % در محدوده وسیعی از غلظت اولیه و بارگذاری جاذب بود. آزمایش‌ها دسته‌ای استاتیک، سینتیک کند را برای هر دو جاذب نشان داد و پس از ۴۰۰ دقیقه به تعادل رسید. از این رو، انتقال جرم با استفاده از یک رآکتور گروهی ستونی دیفرانسیلی افزایش یافت. ضریب انتقال جرم، از ۳.۱۶ * ۱۰ - ۴ به ۶.۹۴ * ۱۰ - ۴ L / mg min افزایش‌یافته و به تعادل در نیمی از زمان جذب استاتیک رسیده‌است. مقاومت انتقال جرم خارجی با ایجاد جریان آشفته در اطراف ذرات جاذب به حداقل رسید که این امر امکان به دست آوردن راندمان جذب نزدیک به ۱۰۰ % در زمان نسبتا پایین ۱۰۰ دقیقه را فراهم می‌آورد. تولید ناخالص ملی سرعت بیشتری داشت، به طوری که KL ۷.۵۸ * ۱۰ - ۴ L / mg min بود. یک مدل برای توصیف دینامیک جذب براساس تعادل توسعه داده شد. اگر چه دفع مطلوب نبود، اما دفع مستقیم دانه‌های سلولز - GNP به دلیل ماهیت هیدروژل مانند جاذب، جذاب است. یک چشم‌انداز کاری در آینده، ارزیابی این جاذب‌ها تحت عملیات بس‌تر ثابت پیوسته است. دانلود خلاصه: دانلود تصویر با ارتفاع بالا (۲۸۴ KB)دانلود: دانلود تصویر با اندازه کامل
ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.