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Adsorption kinetics of cadmium ions onto powdered corn cobs

Authors


Abstract

Environmental pollution caused by the presence of toxic materials such as cadmium is becoming global problem and concern. This paper presents a report on kinetics of Cd2+ removal from aqueous solutions through adsorption using powdered corn cobs (PCC). Corn cobs were collected from a selected location, washed to remove sand, air dried, ground and sieved into different particle sizes. The selected properties of PCC were determined using acid digestion method. Adsorption capacities through kinetics of Cd2+ removal from synthetic solutions, typical raw water and domestic-institutional wastewater were studied. Effects of pH, PCC particle size, initial concentration of Cd2+ and temperature on adsorption capacities were monitored through pseudo first- and second-order models, Elovich and intraparticle diffusion models to present adsorption rate parameters.

The study revealed that PCC contained 86.89% volatile solids, had 4.56% acid solubility, 0.52 water solubility and 2.33% ash content. PCC removed Cd2+ from aqueous solutions (synthetic, raw water, and wastewater). The relationship between time and concentration of Cd2+ remaining in the solution followed exponential functions with squared correlation coefficient ranging from 0.9928 to 0.9993, 0.8701 to 0.9284, and 0.8514 to 0.9290 for synthetic solution, raw water, and typical domestic-institutional wastewater, respectively. Mechanism of cadmium adsorption onto PCC was in two separate stages linear portions in the first parts, while the final parts are curves indicating intraparticle diffusion. It was concluded that PCC is an effective adsorbent for Cd2+ removal. The estimated production cost was 0.068 USD as against 0.50, 2.12, and 3.12 USD for producing adsorbents from empty fruit bunches; pencom shell and sugar cane based activated carbons, respectively.

Abstract

Cet article présente un rapport sur la cinétique du retrait du Cd2+ de solutions aqueuses par adsorption en utilisant de la rafle de maïs en poudre (RMP). Les épis de maïs ont été collectés à partir d'un lieu sélectionné, lavés pour éliminer le sable, séchés à l'air, broyés et tamisés en particules de différentes tailles. Les propriétés sélectionnées de la RMP ont été déterminées en utilisant la méthode de la digestion acide. On a étudié les capacités d'adsorption par la cinétique du retrait du Cd2+ de solutions synthétiques, d'eaux brutes non traitées et d'eaux usées ménagères-institutionnelles. Les effets du pH, de la taille des particules de RMP, de la concentration initiale de Cd2+ et de la température sur les capacités d'adsorption ont été suivis par des modèles de pseudo-cinétique de premier ordre et de second ordre, Elovich et des modèles de diffusion intra-particule pour présenter des paramètres de taux d'adsorption. L'étude révèle que la RMP contenait 86,889% de solides volatils, avait une solubilité dans l'acide de 4,56%, une solubilité dans l'eau de 0,52 et une teneur en cendres de 2,331%. La RMP permettait de retirer le Cd2+ des solutions aqueuses (synthétiques, eau brute et eaux usées). La relation entre le temps et la concentration de Cd2+ restant dans la solution suivait des fonctions exponentielles avec un coefficient carré de corrélation variant de 0,9928 à 0,9993, de 0,8701 à 0,9284 et de 0,8514 à 0,9290 pour la solution synthétique, l'eau brute et les eaux usées ménagères–institutionnelles, respectivement. Le mécanisme de l'adsorption du cadmium sur la RMP se faisait en deux étapes séparées, les premières parties sont courbes tandis que les parties finales indiquent une diffusion intra-particule. Il a été conclu que la RMP est un adsorbant efficace pour le retrait du Cd2+. Les coûts de production estimés étaient de 0,068 $ US, contre 0,50, 2,12 et 3,12 $ pour produire des adsorbants à partir de carbones activés de grappes de fruits vides, de coquille de pacane et de canne à sucre, respectivement.

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