Adsorptive potential of Zea mays tassel activated carbon towards the removal of metformin hydrochloride from pharmaceutical effluent

吸附 化学 活性炭 核化学 傅里叶变换红外光谱 响应面法 朗缪尔吸附模型 中心组合设计 磷酸 色谱法 化学工程 有机化学 工程类
作者
Menala Kalumpha,Upenyu Guyo,Ngceboyakwethu P. Zinyama,Felistus Muhle Vakira,Benias C. Nyamunda
出处
期刊:International Journal of Phytoremediation [Taylor & Francis]
卷期号:22 (2): 148-156 被引量:24
标识
DOI:10.1080/15226514.2019.1652561
摘要

In the present study, Zea mays tassel which is a zero-value agricultural waste was used to produce a low-cost activated carbon using phosphoric acid as the activating agent. The prepared Z. mays tassel activated carbon (ZMTAC) was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD). The adsorbent was applied for adsorption of an emerging contaminant, metformin hydrochloride (MH) from pharmaceutical effluent. The effects of solution pH, contact time, adsorbent dosage, and initial MH concentration and their interactions were investigated using a response surface methodology following a central composite experimental design (CCD). The optimum experimental conditions were as follows: pH 9.5, contact time 67.50 min, dosage 0.5750 g, and MH concentration 152.50 mg/L. The isotherm data followed Langmuir isotherm model (R2 = 0.979; sum of square deviation, SSD = 0.321). The saturation adsorption capacity of ZMTAC was 44.84 mg/g at 20 °C. MH adsorption process followed pseudo-second-order kinetics (higher R2 and smaller SSD values). The thermodynamic properties obtained showed that the adsorption process was feasible, endothermic and spontaneous. Consequently, the study demonstrated that Z. mays tassel is a potential precursor for preparation of adsorbents for the removal of the MH from pharmaceutical effluent.
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