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Keywords:

  • biosorption;
  • Pb(II);
  • glutaraldehyde cross-linked chitosan beads;
  • isotherm models;
  • kinetics;
  • thermodynamics

Abstract

The ability of glutaraldehyde cross-linked chitosan beads (GCC beads) as synthetic adsorbent for adsorptive removal of Pb(II) ions from aqueous solutions is investigated in the present study. The biosorbent has been characterised by Brunner, Emmett, and Teller (BET) analysis, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM) techniques. Equilibrium and column flow adsorption characteristics of Pb(II) ions on the biosorbent were studied. The effects of experimental variable parameters such as pH, concentration of metal ion, amount of adsorbent, contact time, temperature and interfering ions on adsorption have been investigated. The equilibrium data are fitted to pseudo-first order, pseudo-second order, fractionary order, chemisorption, Weber–Morris and Boyd models. Based on R2 and error function values, it is observed that the kinetic data are better fitted to pseudo-second-order kinetic model and chemisorption model. The experimental data are analysed using Langmuir, Freundlich, and Sips adsorption isotherm models. The monolayer adsorption capacity of GCC beads as obtained from Langmuir isotherm at 35°C is found to be 204.0 mg/g. The thermodynamic constants of the adsorption process: ΔH0, ΔS0 and ΔG0 are evaluated. The results show that biosorption of Pb(II) ions on GCC beads are endothermic and spontaneous.

Cette étude examine la capacité de perles chitosanes réticulées de glutaraldéhyde (perles GCC) comme adsorbant synthétique pour l'élimination adsorptive des ions As(III) et Pb(II) de solutions aqueuses. Le stabilisateur par contact a été caractérisé par l'analyse de Brunauer, Emmett et Teller (BET), la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (ITFR) et la microscopie électronique à balayage. On a étudié les caractéristiques d'équilibre et d'adsorption de flux en colonne des ions Pb(II) sur le stabilisateur par contact. Les effets de paramètres variables expérimentaux tels que le pH, la concentration d'ions métalliques, la quantité d'adsorbant, le temps de contact, la température et les ions interférants sur l'adsorption ont été examinés. Les données d'équilibre correspondent à un pseudo-premier ordre, un pseudo-second ordre, un ordre fractionnaire, une chimisorption et aux modèles de Weber-Morris et Boyd. En se basant sur les valeurs R2 et de fonction d'erreur, il est observé que les données cinétiques sont mieux adaptées à un modèle cinétique de pseudo-second ordre et à un modèle de chimisorption. Les données expérimentales ont été analysées en utilisant des modèles isothermes d'adsorption de Langmuir, Freundlich et Sips. La capacité d'adsorption sur monocouche des perles GCC, telle qu'obtenue à partir de l'isotherme de Langmuir à 35°C, est de et 204,0 mg/g pour et Pb(II), respectivement. Les constantes thermodynamiques du processus d'adsorption, ΔH°, ΔS° et ΔG° ont été évaluées. Les résultats montrent que la stabilization par contact des ions Pb(II) sur des perles GCC est endothermique et spontanée. © 2011 Canadian Society for Chemical Engineering