Effective removal of Cu (II) ions from aqueous solution by amino-functionalized magnetic nanoparticles

吸附 水溶液 吸附 化学 弗伦德利希方程 解吸 朗缪尔 吸热过程 朗缪尔吸附模型 吸附剂 无机化学 纳米颗粒 化学工程 有机化学 工程类
作者
Yongmei Hao,Man Chen,Zhongbo Hu
出处
期刊:Journal of Hazardous Materials [Elsevier]
卷期号:184 (1-3): 392-399 被引量:579
标识
DOI:10.1016/j.jhazmat.2010.08.048
摘要

A novel magnetic nano-adsorbent (MNP-NH2) has been developed by the covalent binding of 1,6-hexadiamine on the surface of Fe3O4 nanoparticles for removal of Cu2+ ions from aqueous solution. Various factors affecting the uptake behavior such as contact time, temperature, pH, salinity, amount of MNP-NH2 and initial concentration of Cu2+ were investigated. The kinetics was evaluated utilizing the Lagergren pseudo-first-order, pseudo-second-order, Elovich and intra-particle diffusion models. The equilibrium data were analyzed using Langmuir, Freundlich, and Dubinin–Radushkevich isotherms. The adsorption was relatively fast and the equilibrium was established within 5 min, and its kinetics followed the pseudo-second-order mechanism, evidencing chemical sorption as the rate-limiting step of sorption mechanism. The best interpretation for the equilibrium data was given by Langmuir isotherm, and the maximum adsorption capacities was 25.77 mg g−1 at pH 6, and 298 K. Thermodynamic parameters showed that the adsorption process was spontaneous, endothermic and chemical in nature. The successive adsorption–desorption studies indicated that the MNP-NH2 sorbent kept its adsorption and desorption efficiencies constant over 15 cycles. Importantly, MNP-NH2 was able to remove 98% of Cu2+ from polluted river and tap water.
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