An economically viable removal of methylene blue by adsorption on activated carbon prepared from rice husk

Authors


Abstract

Application of an agricultural waste material, rice husk, has been investigated for preparation of activated carbon. The rice husk-activated carbon (RHAC) was successfully utilised for the removal of a cationic dye, methylene blue (MB) from aqueous solutions. The activated carbon was prepared in presence of ZnCl2 as an activating agent under inert nitrogen atmosphere. RHAC was characterised for surface area, pore structural parameters, and point zero charge (pHZPC). The activated carbon was further characterised by Fourier transformation infrared (FT-IR) spectrometer, X-ray diffractometer (XRD), and scanning electron microscope (SEM).

The effect of different parameters such as contact time and initial concentration, adsorbent dose, and temperature on removal of the dye from aqueous solutions was investigated. The experimental data fitted well in both the Freundlich and Langmuir isotherm models. The maximum adsorption capacity for MB was found to be 9.73 mg g−1 at 303 K. During the study of effect of adsorbent dose, almost a 100% removal was achieved at a higher dose of RHAC. Most of the experiments were carried out at an initial concentration of MB of 60 mg/L and at 303 K. Different thermodynamic parameters, viz., changes in free energy (G°), enthalpy (H°), and entropy (S°) have also been determined to explain feasibility of the process of removal. The sorption of MB on RHAC was found to be feasible, spontaneous, and endothermic in nature.

Abstract

On a analysé l'application d'un déchet agricole, l'écorce de riz, pour la préparation de charbon actif. Le charbon actif d'écorce de riz (CAÉR) a été utilisé avec succès pour le retrait d'un colorant cationique, le bleu de méthylène (BM), de solutions aqueuses. Le charbon actif a été préparé en présence de ZnCl2 comme activateur dans une atmosphère d'azote inerte. Le CAÉR était caractérisé pour la surface de contact, les paramètres structurels des pores et le point de charge zéro (pHZPC). Le charbon actif a été davantage caractérisé par un spectromètre infrarouge de transformée de Fourier (IR-TF), un diffractomètre à rayons X (DRX) et un microscope électronique à balayage (MEB).

On a analysé l'effet de différents paramètres comme le temps de contact et la concentration initiale, la dose et la température de l'adsorbant lors du retrait du colorant des solutions aqueuses. Les données expérimentales correspondaient bien à la fois avec les modèles isothermes de Freundlich et Langmuir. La capacité d'adsorption maximale du bleu de méthylène était de 9,73 mg g−1 à 303 K. Pendant l'étude de l'effet de la dose de l'adsorbant, on a atteint un retrait de presque 100% à une dose supérieure de CAÉR. La plupart des expériences ont été réalisées à une concentration initiale de BM de 60 mg/L et à 303 K. Différents paramètres thermodynamiques, viz., changements d'énergie libre (G°), d'enthalpie (H°) et d'entropie (S°), ont également été déterminés pour expliquer la faisabilité du processus de retrait. On a découvert que la sorption du BM sur le CAÉR était faisable, spontanée et de nature endothermique

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