removal of dissolved chromium (vi) by adsorption onto elaeagnus angustifolia fruit charcoal, jujube fruit charcoal and comparison with granular activated carbon (gac)

[ ' c h r o m i u m ( c r ) i s o n e o f t h e e l e m e n t s p r e s e n t s i n c r u s t o f t h e e a r t h . d u e t o i t s t o x i c i t y ' , ' c h r o m i u m i s c o n s i d e r e d a s w a t e r c o n t a m i n a n t t h a t m a y d i s t u r b m e t a b o l i c a c t i v i t y . i n t h e p r e s e n t s t u d y ' , ' a d s o r p t i o n o f d i s s o l v e d c h r o m i u m ( v i ) o n t o e l a e a g n u s a n g u s t i f o l i a f r u i t c h a r c o a l ' , ' j u j u b e f r u i t c h a r c o a l a n d t h e s t a n d a r d g r a n u l a r a c t i v a t e d c a r b o n ( g a c ) h a s b e e n i n v e s t i g a t e d a n d c o m p a r e d . t h e e f f e c t o f c o n t a c t t i m e ' , ' p h v a l u e ' , ' i n i t i a l c o n c e n t r a t i o n o f d i s s o l v e d c h r o m i u m a n d a m o u n t o f a d s o r b e n t o n t h e a d s o r p t i o n o f c r w e r e i n v e s t i g a t e d b y t h e m e n t i o n e d a d s o r b e n t s . r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e a d s o r p t i o n p r o c e s s w a s h i g h l y d e p e n d e n t o n p h . m a x i m u m c r r e m o v a l w a s a c h i e v e d w h e n t h e p h o f t h e m i x t u r e f e l l w i t h i n 2 . a d s o r p t i o n t e s t r e s u l t s r e v e a l e d t h a t c r a d s o r p t i o n o n t h e s t u d i e d a d s o r b e n t s c o u l d b e b e t t e r d e s c r i b e d b y l o n g m u i r i s o t h e r m . m a x i m u m c r r e m o v a l e f f i c i e n c i e s w e r e o b t a i n e d b y e l a e a g n u s a n g u s t i f o l i a f r u i t c h a r c o a l ' , ' j u j u b e f r u i t c h a r c o a l a n d g a c 1 . 6 6 m g / g ' , ' 3 5 m g / g ' , ' 6 6 m g / g . b a s e d o n c r ( v i ) r e m o v a l e f f i c i e n c y ' , ' i t i s c o n c l u d e d t h a t j u j u b e p o w d e r c o u l d b e c o n s i d e r e d a s o n e o f t h e n a t u r a l a n d i n e x p e n s i v e a d s o r b e n t t o r e m o v e c r ( v i ) f r o m a q u e o u s s o l u t i o n . r n i n t r o d u c t i o n r n t h e u s e o f m e t a l s a n d c h e m i c a l s i n p r o c e s s i n d u s t r i e s h a s r e s u l t e d i n t h e g e n e r a t i o n o f l a r g e q u a n t i t i e s o f e f f l u e n t t h a t c o n t a i n h i g h l e v e l s o f t o x i c h e a v y m e t a l s . i t i s w e l l k n o w n t h a t t h e p r e s e n c e o f h e a v y m e t a l s s u c h a s c a d m i u m ' , ' c h r o m i u m ' , ' c o p p e r ' , ' n i c k e l a n d m a n g a n e s e h a s h a r m f u l e f f e c t s o n h u m a n p h y s i o l o g y a n d o t h e r b i o l o g i c a l s y s t e m s ' , ' e v e n a t l o w c o n c e n t r a t i o n s . t h i s i s b e c a u s e o f t h e i r b i o a c c u m u l a t i o n ' , ' n o n ' , ' b i o d e g r a d a b l e p r o p e r t i e s a n d t o x i c i t i e s . t h u s ' , ' t h e r e m o v a l o f h e a v y m e t a l s ' , ' s u c h a s h e x a v a l e n t c h r o m i u m f r o m w a t e r h a s r e c e n t l y a t t r a c t e d c o n s i d e r a b l e a t t e n t i o n . t h e c o n v e n t i o n a l t e c h n o l o g i e s f o r t h e r e m o v a l o f h e a v y m e t a l i o n s f r o m a q u e o u s s o l u t i o n s i n c l u d e c h e m i c a l p r e c i p i t a t i o n ' , ' i o n e x c h a n g e ' , ' r e v e r s e o s m o s i s ' , ' e l e c t r o c h e m i c a l t r e a t m e n t a n d a d s o r p t i o n . a n u m b e r o f c o m m o n a d s o r b e n t s a r e p r i m a r i l y i n c l u d i n g a c t i v a t e d c a r b o n ' , ' c a r b o n n a n o t u b e s ' , ' c h i t o s a n ' , ' l i g n o c e l l u l o s e s ' , ' s y n t h e t i c p o r o u s i n o r g a n i c m a t e r i a l s ' , ' n a t u r a l i n o r g a n i c m a t e r i a l s a n d s o o n . c o n v e n t i o n a l t r e a t m e n t t e c h n o l o g i e s u t i l i z e d i n e l e c t r o p l a t i n g a n d m e t a l fi n i s h i n g p l a n t s s u f f e r f r o m d i s a d v a n t a g e s s u c h a s h i g h d i s p o s a l a n d c h e m i c a l c o s t s a n d i n c o m p l e t e r e d u c t i o n o f c r ( v i ) . t h e r e f o r e ' , ' c o s t e f f e c t i v e t r e a t m e n t t e c h n o l o g i e s a r e n e e d e d t o m e e t t h e s e r e q u i r e m e n t s . r e c e n t l y ' , ' a v a r i e t y o f l o w c o s t m a t e r i a l s h a v e b e e n s t u d i e d f o r t h e i r a b i l i t y t o r e m o v e c r ( v i ) f r o m a q u e o u s s o l u t i o n a n d p r o m i s i n g r e s u l t s a r e s h o w n . s o m e o f t h e s e l o w c o s t a d s o r b e n t s a r e d e a d m i c r o o r g a n i s m s ' , ' c l a y m i n e r a l s ' , ' a g r i c u l t u r a l w a s t e s ' , ' i n d u s t r i a l w a s t e s a n d e t c . m a n y s t u d i e s h a v e b e e n c o n d u c t e d o n t h e a g r i c u l t u r a l w a s t e s a s c h e a p a n d e n v i r o n m e n t a l l y f r i e n d l y n a t u r a l m a t e r i a l s a s w e l l a s o n c e r t a i n w a s t e s f r o m a g r i c u l t u r a l o p e r a t i o n s t h a t a r e v e r y a b u n d a n t . c o n s i d e r a b l e a t t e n t i o n h a s b e e n d e v o t e d t o t h e s t u d y a b o u t r e m o v a l o f h e a v y m e t a l i o n s f r o m s o l u t i o n b y a d s o r p t i o n u s i n g a g r i c u l t u r a l m a t e r i a l s s u c h a s w a s t e w o o l ' , ' n u t w a s t e s ' , ' t r e e b a r k ' , ' m o d i f i e d c o t t o n ' , ' s a w d u s t ' , ' s u n f l o w e r ' , ' a l m o n d a n d a p r i c o t s h e l l s ' , ' g r o u n d n u t s h e l l ' , ' c o r n c o b p o w d e r ' , ' a l m o n d g r e e n h u l l ' , ' c o i r p i t h a n d p e a n u t h u s k s c a r b o n . i n t h e p r e s e n t w o r k ' , ' w e d e s c r i b e t h e u s e o f e l a e a g n u s a n g u s t i f o l i a f r u i t c h a r c o a l ' , ' j u j u b e f r u i t c h a r c o a l a n d c o m p r e s s i o n w i t h g r a n u l a r a c t i v a t e d c a r b o n ( g a c ) . r n m a t e r i a l s a n d m e t h o d s r n b i o a b s o r b e n t w i t h o u t a c t i v a t i o n h a s b e e n u s e d t o r e m o v e h e x a v a l e n t c h r o m i u m f r o m a q u e o u s s o l u t i o n . t h e e f f e c t s o f a d s o r b e n t d o s e ' , ' p h ' , ' c o n t a c t t i m e a n d i n i t i a l m e t a l i o n c o n c e n t r a t i o n o n t h e a d s o r p t i o n c a p a c i t y w e r e i n v e s t i g a t e d . t h e e q u i l i b r i u m o f a d s o r p t i o n w a s m o d e l e d b y u s i n g t h e l a n g m u i r a n d f r e u n d l i c h i s o t h e r m s . x a 0 c o r e s a m p l e s w a s c o l l e c t e d a n d r i n s e d w i t h d i s t i l l e d w a t e r . t h e n ' , ' t h e s a m p l e s w e r e p u t i n t h e o v e n a t 7 0 0 c f o r 1 h o u r a f t e r t h e c r u s h i n g o f c a r b o n b u r n e d b e n e a t h t h e p o r c e l a i n m o r t a r w i t h 1 8 m e s h s i e v e ' , ' a n d s i f t t h e r e m a i n i n g c a r b o n i n t h e g r a i n d i a m e t e r r a n g i n g f r o m 0 . 5 ' , ' t o 1 . 8 m i l l i m e t e r . a g r a n u l a r a c t i v a t e d c a r b o n w i t h q u a l i t y l a b o r a t o r y ( g a c ) w a s p u r c h a s e d f r o m m e r c k ' , ' g e r m a n y c o m p a n y . a l l s o l u t i o n s w e r e p r e p a r e d f r o m a n a l y t i c a l g r a d e c h e m i c a l s . o n e m i l l m o l a r o f c r ( v i ) s t o c k s o l u t i o n w a s p r e p a r e d b y d i s s o l v i n g 0 . 1 4 7 1 g o f k 2 c r 2 o 7 ( f r o m m e r c k ) w i t h 9 9 % p u r i t y ' , ' b y d i s s o l v i n g i n d i s t i l l e d w a t e r . t h e p h o f t h e s o l u t i o n w a s a d j u s t e d b y u s i n g 0 . 1 n n a o h o r 0 . 1 n h n o 3 . a f t e r m i x i n g ' , ' c r ( v i ) c o n c e n t r a t i o n s i n t h e s o l u t i o n s w e r e d e t e r m i n e d b y t h e s t a n d a r d c o l o r i m e t r i c m e t h o d u s i n g a s p e c t r o p h o t o m e t e r a t 5 4 0 n m . r n r e s u l t s a n d d i s c u s s i o n r n f i g . 1 s h o w s t h e a d s o r p t i o n o f c r ( v i ) b y e l a e a g n u s a n g u s t i f o l i a f r u i t c h a r c o a l ' , ' j u j u b e f r u i t c h a r c o a l ' , ' a n d g r a n u l a r a c t i v a t e d c a r b o n a s a f u n c t i o n o f t i m e . e f f e c t o f c o n t a c t t i m e o n t h e r e m o v a l e f f i c i e n c y i n s y s t e m s w a s s t u d i e d b y c h a n g i n g e x p o s u r e t i m e f r o m 1 0 m i n u t e s t o 2 4 0 m i n u t e s . i n p h = 3 ' , ' a m o u n t o f a d s o r b e n t 1 . 5 g r / l a n d t h e i n i t i a l c o n c e n t r a t i o n o f h e x a v a l e n t c h r o m i u m 0 . 5 m g / l w e r e e v a l u a t e d . c o n t a c t t h e o p t i m u m t i m e t o m e a s u r e t h e e l a e a g n u s a n g u s t i f o l i a f r u i t c h a r c o a l ' , ' j u j u b e f r u i t c h a r c o a l ' , ' a n d g r a n u l a r a c t i v a t e d c a r b o n i n 2 4 0 ' , ' 2 1 0 a n d 1 5 0 m i n u t e s ' , ' r e s p e c t i v e l y . t h e e x p e r i m e n t a l d a t a i n d i c a t e t h a t c r ( v i ) i o n a d s o r p t i o n i n c r e a s e s b y i n c r e a s i n g t i m e . r n x a 0 r n x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 r n f i g 1 . t h e e f f e c t o f c o n t a c t t i m e o n c r ( v i ) r e m o v a l x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 f i g 2 : t h e e f f e c t o f s o l u t i o n p h o n c r ( v i ) r n x a 0 r n e a r l i e r s t u d i e s h a v e d e m p n s t r a t e d t h a t s o l u t i o n p h i s a n i m p o r t a n t p a r a m e t e r i n fl u e n c i n g t h e b i o s o r p t i o n o f m e t a l i o n s . f i g . 2 i l l u s t r a t e s t h e r e m o v a l o f c r ( v i ) v e r s u s t h e p h a t a c o n s t a n t c r ( v i ) c o n c e n t r a t i o n o f 0 . 5 m g / l ' , ' a d s o r b e n t c o n c e n t r a t i o n o f 1 . 5 g / l a n d c o n t a c t t i m e o f 2 4 0 m i n f o r e l a e a g n u s a n g u s t i f o l i a f r u i t c h a r c o a l ' , ' 2 1 0 m i n f o r j u j u b e f r u i t c h a r c o a l a n d 1 5 0 m i n f o r g a c . i t w a s o b s e r v e d t h a t t h e a d s o r p t i o n c a p a c i t y o f t h e p r e p a r e d a d s o r b e n t w a s h i g h l y d e p e n d e n t o n t h e p h o f t h e s o l u t i o n . a s r e s u l t s s h o w ' , ' t h e o p t i m u m i n i t i a l p h w a s o b s e r v e d a t p h 2 . 0 . r n x a 0 r n t h e e f f e c t o f s o r b e n t v a r i a t i o n o n t h e r e m o v a l o f c r ( v i ) i o n b y e l a e a g n u s a n g u s t i f o l i a f r u i t c h a r c o a l ' , ' j u j u b e f r u i t c h a r c o a l a n d g r a n u l a r a c t i v a t e d c a r b o n ( g a c ) i s r e p r e s e n t e d i n f i g . 3 . t h e e f f e c t o f a d s o r b e n t d o s e o n c r ( v i ) u p t a k e w a s i n v e s t i g a t e d b y v a r y i n g t h e a d s o r b e n t d o s e ( 0 . 3 ' , ' 0 . 5 ' , 1 , ' 1 . 5 ' , 2 , ' 2 . 5 a n d 3 g / l ) f o r a n o p t i m u m t i m e f o r a n y a d s o r b e n t . e x p e r i m e n t a l r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e p e r c e n t a g e r e m o v a l o f c r ( v i ) i n c r e a s e s w i t h t h e i n c r e a s i n g a m o u n t o f a d s o r b e n t u p t o 1 . 5 g / l f o r g r a n u l a r a c t i v a t e d c a r b o n ( g a c ) ' , ' 2 . 5 g / l f o r j u j u b e f r u i t c h a r c o a l a n d 3 g / l f o r e l a e a g n u s a n g u s t i f o l i a f r u i t c h a r c o a l . r n x a 0 r n x a 0 x a 0 r n f i g 3 . t h e e f f e c t o f s o r b e n t a m o u n t o n c r ( v i ) x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 f i g 4 . t h e e f f e c t o f i n i t i a l c o n c e n t r a t i o n o n c r ( v i ) x a 0 x a 0 r e m o v a l x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 x a 0 r e m o v a l r n x a 0 r n t h e e f f e c t o f c r ( v i ) c o n c e n t r a t i o n o n t h e s o r b e n t w i t h v a r i a t i o n o f t h e i n i t i a l c r ( v i ) c o n c e n t r a t i o n ( 0 . 1 ' , ' 0 . 5 ' , 1 , ' 1 . 5 ' , 2 , ' 4 a n d 6 m g / l ) i n o p t i m u m v a l u e o f t i m e f o r a n y a d s o r b e n t i n t e r v a l i s i l l u s t r a t e d i n f i g . 4 . t h e p e r c e n t a g e r e m o v a l w a s d e c r e a s e d w i t h i n c r e a s e i n c r ( v i ) c o n c e n t r a t i o n . i n c h a n g i n g t h e i n i t i a l c o n c e n t r a t i o n f r o m 0 . 1 t o 6 m g / l ' , ' t h e p e r c e n t a g e r e m o v a l d e c r e a s e d f r o m 9 4 t o 7 9 p e r c e n t f o r g r a n u l a r a c t i v a t e d c a r b o n ' , ' 8 8 t o 7 7 p e r c e n t f o r j u j u b e f r u i t c h a r c o a l a n d 2 1 t o 6 p e r c e n t f o r e l a e a g n u s a n g u s t i f o l i a f r u i t c h a r c o a l . r n c o n c l u s i o n : r n t h e a b s o r b e n t s a n d a d s o r b e n t s w i l l b e i n c r e a s e d b y r e d u c i n g t h e c o n c e n t r a t i o n o f c h r o m i u m a d s o r p t i o n . i n f a c t ' , ' i t c a n b e s a i d t h a t t h e d i f f e r e n c e i n p e r c e n t a g e r e m o v a l o f h e a v y m e t a l c h r o m i u m i n i o n c o n c e n t r a t i o n o f t h e i n i t i a l a m o u n t o f a d s o r b e n t a n d c o n t a c t t i m e m a y b e s i m i l a r t o t h e d i f f e r e n c e i n c h e m i c a l a f f i n i t y a n d i o n ' , ' e x c h a n g e c a p a c i t y ' , ' i n r e l a t i o n t o t h e i r c h e m i c a l f u n c t i o n a l g r o u p s . t h e c a p a c i t y t o e x c h a n g e i o n o n t h e a d s o r b e n t s u r f a c e i n c h e m i c a l f u n c t i o n a l g r o u p s d e p e n d s o n t i m e m e t a l i o n h y d r o l y s i s r a t e s o f h y d r o l y s i s a n d s o l u b i l i t y . 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