Optimization of Cd (II) adsorption by diatomite using the response surface method
295 viewsDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.VITTEP.2022.130-140Keywords:
Environment; Diatomite; Metal adsorption; Optimization.Abstract
Environmental protection is a high concern because the emission of human waste is increasing which causes irreparable effects on the environment and human health. The wastewaters contain heavy metal ions such as Cd (II) that have a significant impact because of their high toxicity and long-term accumulation in the body. At present, the use of Diatomite is one of the preferred options due to its ability to effectively remove heavy metals and low-cost adsorbent. This study was to optimize the adsorption of Cd (II) ion from the aqueous solution using Diatomite by the Response Surface Method via DesignExpert software with adsorption parameters including pH, absorption time, and adsorbent dosage. The experiments and optimization calculations showed that the adsorption efficiency of Cd reached 99% at a pH value of 3.8, contact time of 1.85 hours, and adsorbent dosage of 0.22 g/mL.
References
[1]. Nguyễn Thị Thắm, Hà Mạnh Thắng, Đỗ Thu Hà, Nguyễn Thanh Cảnh, Nguyễn Quí Dương, “Nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng đối với đất sản xuất nông nghiệp tại làng nghề tái chế sắt Châu Khê, thị xã Từ Sơn, tỉnh Bắc Ninh”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, Vol. 6, No. 91, pp. 78-84, (2018).
[2]. Tran Thi Minh Thu, Tran Anh Tuan, Tran Minh Tien, “Investigation of heavy metal contamination in agricultural soils in Bac Ninh province”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, Vol. 8, No. 93, pp. 102-107, (2018).
[3]. Do, Q.M., Nguyen H.T., “Porous brick from Diatomite”, Journal of Science and Technology, Vol. 76, pp. 123-127, (2010).
[4]. Kirk, R.E., “Diatomite”. DF Othmer – Encyclopedia of chemical technology, pp. 1-10, (1947).
[5]. Hossam Elden, Galal Morsy, Mohamed Bakr, “Diatomite: Its Characterization Modifications and Applications”. Asian Journal of Materials Science, Vol. 2, No. 3, pp. 121-136, (2010).
[6]. Nguyen, H.T., “Novel Porous Refractory Synthesized from Diatomaceous Earth and Rice Husk Ash”, Journal of Polymer and Composites, Vol. 8, No. 2, pp. 128-137, (2020).
[7]. Bakr, H.E., “Diatomit: its characterization, modifications and applications”. Asian Journal of Materials Science, pp. 121-136, (2010). DOI: https://doi.org/10.3923/ajmskr.2010.121.136
[8]. Bùi Hải Đăng Sơn, Nguyễn Thị Ngọc Trinh, Nguyễn Đăng Ngọc, Đinh Quang Hiếu, “So sánh các đặc trưng hóa lý hai loại Diatomit Phú Yên và Diatomite Merck”. Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số 2(21) (2015).
[9]. Majeda A.M. Khraished, Yahya S. Al-deys., Wendy A.M., “Remediation of wastewater containing heavy metals using raw and modified diatomite”. Chemical Engineering Journal, Vol. 99, pp. 177-184, (2004). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2003.11.029
[10]. Dong Guori, Zhang Yan, “Diatomite Modification and its Adsorption of Heavy Metal Ions”. Advanced Materials Research, Vol. 864-867, pp. 664 – 667, (2014). DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.864-867.664
[11]. Yuxin Jia, Wei Han, Gouxing Xiong, Weishen Yangm, “Diatomite as high performance and environmental friendly catalysts for phenol hydroxylation with H2O2”. Science and Technology of Advanced Materials, Vol. 8, pp. 106-109, (2007). DOI: https://doi.org/10.1016/j.stam.2006.10.003
[12]. Yan Zhao, Guangyan Tian, Xinhui Duan, Xiuhong Liang, Junping Meng, Jinsheng Liang “Environmental applications of diatomite minerals in removing heavy metals from water”. Industrial & Engineering Chemistry Research, pp. 1-6, (2019). DOI: https://doi.org/10.1021/acs.iecr.9b01941
[13]. Phan Đông Pha, Lê Thị Nghinh, Kiều Quý Nam, Nguyễn Xuân Huyên, “Đặc điểm phân bố và điều kiện tích tụ các thành tạo sét bentonit và diatomit vùng Cheo Reo, Phú Túc và cao nguyên Vân Hòa”. Viện Địa Chất, Viện KH&CN Việt Nam, Hà Nội, (2006).
[14]. Nguyen, H.T., Dang, T.P., “Using Activated Diatomite as Adsorbent for Treatment of Arsenic Contaminated Water”, Key Engineering Materials, Vol. 850, pp. 16-23, (2020). DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.850.16
[15]. Phạm Cẩm Nam, Trần Ngọc Tuyền, Lâm Đại Tú, Võ Đình Vũ, “Xác định các đặc tính của nguyên liệu Diatomite Phú Yên bằng FT-IR, XRF, XRD kết hợp với phương pháp tính toán lý thuyết DFT”. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, số 2, (2009).
[16]. Phạm Cẩm Nam, Trần Ngọc Tuyền, Trần Thanh Tuấn, “Vai trò của Diatomite Phú Yên trong sản xuất xi măng Porland trên cơ sở clinker Long Thọ”. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, số 3, (2010).
[17]. Do, Q.M., Nguyen, H.T., “Characteristics of Novel Geopolymer Composites Synthesized from Red Mud and Diatomaceous Earth in Autoclave Conditions without Using Alkaline Activators”, Journal of Polymer and Composites, Vol. 8, No. 3, pp. 81-91, (2020).
[18]. Trần Doãn Minh Đăng, Mai Thanh Phong, “Nghiên cứu quá trình xử lý Diatomite Lâm Đồng để sản xuất chất trợ lọc”. Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, số 14, tr. 54-60, (2012).
[19]. Đinh Quang Khiếu, Nguyễn Văn Hiếu, “Một số đặc trưng hóa lý của khoáng diatomit Phú Yên và hoạt tính xúc tác cho phản ứng hydroxyl hóa phenol”. Tạp chí Hóa học, tr. 342-346, (2009).
[20]. Đỗ Xuân Đồng, Trịnh Tuấn Khang, Trần Quang Vinh, Vũ Anh Tuấn, “Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng vật liệu mao quản trên nền khoáng sét Diatomite”. Tạp chí Hóa học, số 45, tr. 83 – 87, (2007).
