view in publisher's site

Removal of aqueous-phase Pb(II), Cd(II), As(III), and As(V) by nanoscale zero-valent iron supported on exhausted coffee grounds

Highlights•Atomic dispersion of NZVI was enlarged by supporting of coffee grounds.•Enlarged atomic dispersion of NZVI-Coffee ground enhanced heavy metal removal.•Heavy metal adsorption by NZVI-Coffee ground was mostly spontaneous.AbstractNanoscale zero-valent iron (NZVI) is recognized as an excellent adsorbent for metallic contaminants. Nevertheless, NZVI itself tends to agglomerate, so that its performance deterioriates without supporting materials. The use of exhausted coffee grounds as a supporting material for NZVI is expected to resolve this problem and provide the social benefits of waste minimization and resource recycling. In this study, NZVI was supported on exhausted coffee grounds (NZVI-Coffee ground) to enhance its dispersion. The aims of this study were to characterize NZVI-Coffee ground with a focus on atomic dispersion, evaluate NZVI-Coffee ground as an adsorbent for typical metallic contaminants and arsenic, and assess the effects of solution chemistry on the adsorption process. In order to achieve these goals, characterization, adsorption kinetics, adsorption equilibrium, and the effects of pH and temperature on adsorption were studied. Pb(II), Cd(II), As(III), and As(V) were selected as target contaminants. The characterization study showed that atomic dispersion was enhanced four-fold by supporting NZVI on coffee grounds. The enhanced dispersion resulted in rapid kinetic characteristics and large adsorption capacity. The optimum pH for adsorption of Pb(II) and Cd(II) was 4–6, and that for As(III) and As(V) was 2–4. The pH effect can be explained by surface protonation/deprotonation and adsorbate speciation. Only the adsorption of Pb(II) was an exothermic process; those of other species were endothermic. In every tested case, the adsorption process was spontaneous. According to the results, NZVI-Coffee ground is an effective adsorbent for the removal of aqueous phase Pb(II), Cd(II), As(III), and As(V).

حذف فاز آبی Pb (II)، Cd (II)، As (III)و As (V)در مقیاس نانو با آهن صفر ظرفیتی که در محل‌های قهوه فرسوده پشتیبانی می‌شود

نکات برجسته پراکندگی اتمی NZVI با حمایت از زمین‌های قهوه بزرگ شد. پراکندگی اتمی تقویت‌شده زمین NZVI - قهوه حذف فلزات سنگین را افزایش داد. جذب فلزات سنگین توسط زمین NZVI - قهوه عمدتا خودجوش بود. آهن صفر ظرفیتی نانو ذرات واکنش منفی (NZVI)به عنوان یک جاذب عالی برای آلاینده‌های فلزی شناخته می‌شود. با این وجود، خود NZVI تمایل به انباشته شدن دارد، به طوری که عملکرد آن بدون مواد پشتیبان دچار استهلاک می‌شود. انتظار می‌رود استفاده از زمین‌های قهوه فرسوده به عنوان یک ماده پشتیبان برای NZVI این مشکل را حل کند و مزایای اجتماعی به حداقل رساندن ضایعات و بازیافت منابع را فراهم کند. در این مطالعه، NZVI در زمین‌های قهوه فرسوده (زمین‌های قهوه NZVI - کافی)برای افزایش پراکندگی آن پشتیبانی شد. اهداف این مطالعه، شناسایی بس‌تر NZVI - کافی با تمرکز بر پراکندگی اتمی، ارزیابی بس‌تر NZVI - قهوه به عنوان جاذب برای آلاینده‌های فلزی معمول و آرسنیک و ارزیابی اثرات شیمی محلول بر فرآیند جذب بود. به منظور دستیابی به این اهداف، خصوصیات، سینتیک جذب، تعادل جذب و اثرات pH و دما بر جذب مورد مطالعه قرار گرفت. Pb (II)، Cd (II)، As (III)و As (V)به عنوان آلاینده‌های هدف انتخاب شدند. مطالعه مشخصات نشان داد که پراکندگی اتمی با حمایت از NZVI در زمینه قهوه چهار برابر شده‌است. پراکندگی افزایش‌یافته منجر به ویژگی‌های جنبشی سریع و ظرفیت جذب زیاد می‌شود. pH بهینه برای جذب Pb (II)و Cd (II)۴ - ۶ و برای As (III)و As (V)۲ - ۴ بود. اثر pH را می توان با پروتونه شدن / دپروتونه شدن سطح و تخصصی شدن ماده جذب‌شده توضیح داد. تنها جذب Pb (II)یک فرآیند گرمازا بود؛ آن دسته از گونه‌های دیگر گرماگیر بودند. در هر مورد تست شده، فرآیند جذب خود به خودی بود. براساس نتایج، زمین NZVI - کافی یک جاذب موثر برای حذف فاز آبی Pb (II)، Cd (II)، As (III)و As (V)می‌باشد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Waste Management and Disposal
  • ترجمه مقاله Waste Management and Disposal
  • مقاله مدیریت پسماند و دفع زباله
  • ترجمه مقاله مدیریت پسماند و دفع زباله
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.