Removal of cationic / anionic textile dyes by natural and modified algerian clay minerals: kinetic, isotherm and thermodynamic studies

Abstract

This work aims to manufacture an environmentally friendly adsorbent from kaolinite clay (Kaol), Kaolinite was combined with cellulose (Cel) extracted from red bean peels, where (Kaol) was used to remove the color of eight different cationic and anionic dyes (Basic Red 18, Safranin O, Rhodamine B, Reactive Orange 16 Reactive Red 180, Acid Red18, Crystal Violet, Methyl Orange), to conduct the rest of the experiments, both dyes (positive: crystal violet, negative: methyl orange) were chosen for their high efficiency to complete the rest of the study, where many analytical methods were used, X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, and pHpzc surface charge test (to obtain the physical and chemical properties). Box-Behnken Design was applied to determine the factors affecting the adsorption performance. These factors included cellulose loading by 25%, adsorbent dosage of 0.035 g for CV and 0.05 g for MO dye, solution pH of 10 for CV and 7 for MO, contact time of 5 min for CV and 17.5 min for MO dye, temperature of 45°C for CV and 30°C for MO dye. The results also showed agreement with the Langmuir model, and the Langmuir model estimated the capacity of 294.12 mg/g for CV and 113.64 mg/g for MO. These results indicate that Kaol/Cel can be a promising raw material for developing a high-efficiency adsorbent for treating wastewater contaminated with organic dyes.

Ce travail vise à fabriquer un matériau adsorbant respectueux de l'environnement à partir d'argile kaolinite. La kaolinite a été combinée à de la cellulose (Cel) extraite des écorces de haricots rouges. Le Kaol a été utilisé pour éliminer la couleur de huit colorants cationiques et ioniques différents (Basic Red 18, Safranin O). , Rhodamine B, Reactive Orange 16, Reactive Red 180, Acid Red18, Crystal Violet, Methyl Orange), pour réaliser la suite des expériences, les deux colorants ont été choisis (positif : crystal violet, négatif : methyl orange) pour leur grande efficacité. Pour compléter la suite de l'étude, plusieurs colorants ont été utilisés. Méthodes analytiques : diffraction des rayons X, spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, microscope électronique à balayage, dispersion d'énergie. Une conception Box-Behnken a été appliquée pour déterminer les facteurs affectant les performances d'adsorption. Ces facteurs comprenaient une charge de cellulose de 25 %, une dose absorbante de 0,035 g pour CV et 0,05 g pour MO, un pH de solution de 10 pour CV et 7 pour MO, un temps de contact de 5 min pour CV et 17,5 min pour le colorant MO. , et une température de 45°C pour le colorant CV et de 30°C pour le colorant MO. Les résultats ont également montré un accord avec le modèle de Langmuir, et le modèle de Langmuir a estimé une capacité de 294,12 mg/g pour le CV et de 113,64 mg/g pour le MO. Ces résultats indiquent que Kaol/Cel pourrait être une matière première prometteuse pour développer une matière première hautement efficace. adsorbant pour traiter les eaux usées contaminées par des colorants organiques.