Synthesis of novel biocomposite powder for simultaneous removal of hazardous ciprofloxacin and methylene blue: Central composite design, kinetic and isotherm studies using Brouers-Sotolongo family models

Autor: Karine Mougin, Sarra Karoui, Achraf Ghorbal, Rim Ben Arfi, Aymen Amine Assadi, Abdeltif Amrane
Přispěvatelé: Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Gabes, Institut de Science des Matériaux de Mulhouse (IS2M), Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ministry of Higher Education and Scientific Research, University of Sfax, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Journal of Hazardous Materials
Journal of Hazardous Materials, 2020, 387, pp.121675. ⟨10.1016/j.jhazmat.2019.121675⟩
Journal of Hazardous Materials, Elsevier, 2020, 387, pp.121675. ⟨10.1016/j.jhazmat.2019.121675⟩
ISSN: 0304-3894
1873-3336
DOI: 10.1016/j.jhazmat.2019.121675⟩
Popis: International audience; Over the past decades, extensive efforts have been made to use biomass-based-materials for wastewater-treatment. The first purpose of this study was to develop and characterize regenerated-reed/reed-charcoal (RR-ChR), an enhanced biosorbent from Tunisian-reed (Phragmites-australis). The second aim was to assess and optimize the RR-ChR use for the removal of binary ciprofloxacin antibiotic (CIP) and methylene blue dye (MB), using Central Composite Design under Response Surface methodology. The third purpose was to explain the mechanisms involved in the biosorption-process. The study revealed that the highest removal-percentages (76.66 % for the CIP and 100 % for the MB) were obtained under optimum conditions 1.55 g/L of adsorbent, 35 mg/L of CIP, 75 mg/L of MB, a pH of 10.42 and 115.28 min contact time. It showed that the CIP biosorption mechanism was described by Brouers-Sotolongo-fractal model, with regression-coefficient (R) of 0.9994 and a Person's Chi-square (X) of 0.01. The Hill kinetic model better described the MB biosorption (R = 1 and X = 1.0E-4). The isotherm studies showed that the adsorbent surface was heterogeneous and the best nonlinear-fit was obtained with the Jovanovich (R = 0.9711), and Brouers-Sotolongo (R = 0.9723) models, for the CIP and MB adsorption, respectively. Finally, the RR-ChR lignocellulosic-biocomposite-powder could be adopted as efficient and cost-effective adsorbent.
Databáze: OpenAIRE