Isotherm models for adsorption of heavy metals from water - A review

吸附 吸附等温线 活性炭 离子强度 金属 弗伦德利希方程 重金属 热力学 化学 数学模型 工艺工程 材料科学 环境化学 数学 有机化学 物理 工程类 水溶液 统计
作者
Xinyu Chen,Md Faysal Hossain,Chengyu Duan,Jian Lü,Yiu Fai Tsang,MS Islam,Yanbo Zhou
出处
期刊:Chemosphere [Elsevier BV]
卷期号:307: 135545-135545 被引量:368
标识
DOI:10.1016/j.chemosphere.2022.135545
摘要

Adsorption is a widely used technology for removing and separating heavy metal from water, attributed to its eco-friendly, cost-effective, and high efficiency. Adsorption isotherm modeling has been used for many years to predict the adsorption equilibrium mechanism, adsorption capacity, and the inherent characteristics of the adsorption process, all of which are substantial in evaluating the performance of adsorbents. This review summarizes the development history, fundamental characteristics, and mathematical derivations of various isotherm models, along with their applicable conditions and application scenarios in heavy metal adsorption. The latest progress in applying isotherm models with a one-parameter, two-parameter, and three-parameter in heavy metal adsorption using carbon-based materials, which has gained much attention in recent years as low-cost adsorbents, is critically reviewed and discussed. Several experimental factors affecting the adsorption equilibrium, such as solution pH, temperature, ionic strength, adsorbent dose, and initial heavy metal concentration, are briefly discussed. The criteria for selecting the optimum isotherm for heavy metal adsorption are proposed by comparing various adsorption models and analyzing mathematical error functions. Finally, the relative performance of different isotherm models for heavy metal adsorption is compared, and the future research gaps are identified.
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