International Science and Technology Journal

Home < Articles < Article Details

Investigation of Adsorption Isotherms, Kinetics, and Thermodynamics of Copper and Lead Removal by Zirconium Phosphate

الملخص
تُعدّ مشكلة تلوث المياه بالمعادن الثقيلة مثل النحاس مثل النحاس والرصاص من أبرز القضايا البيئية التي تهدد صحة الإنسان واستدامة النظم البيئية، الأمر الذي يستدعي طوير مواد فعّالة لمعالجة هذه الملوثات. في هذه الدراسة تم استخدام فوسفات الزركونيوم كمادة ماصّة لإزالة أيونات النحاس والرصاص من المحاليل المائية، حيث تم تحليل سلوك الامتزاز بالاعتماد على نماذج الامتزاز المعروفة وهي: لانكماير وفريندلخ وتيمكن ودوبينين– رادوشكيفيتش, أظهرت النتائج أن نموذج فريندلخ هو الأنسب لوصف امتزاز أيونات النحاس مما يشير إلى حدوث الامتزاز على سطح غير متجانس، بينما كان نموذج لانكماير الأكثر ملاءمة لامتزاز أيونات الرصاص وهو ما يدل على امتزاز أحادي الطبقة على سطح متجانس. كما بينت التحليلات الحركية أن الانتشار داخل الجزيئات يلعب دوراً مهماً في عملية الامتزاز، وأظهرت الحسابات الثرموديناميكية أن العملية ماصّة للحرارة وعفوية بطبيعتها، مع زيادة في العشوائية عند واجهة الصلب–السائل. توصي هذه الدراسة بإجراء مزيد من الأبحاث لتطوير وتحسين خصائص فوسفات الزركونيوم كمادة ماصّة فعالة لإزالة المعادن الثقيلة وتعزيز تطبيقها في أنظمة معالجة المياه................ الكلمات المفتاحية:.............. فوسفات الزركونيوم، نظريات الامتزاز، امتزاز الرصاص، نماذج الامتزاز
Abstract
This research focuses on the elimination of copper and lead ions from water using zirconium phosphate as an adsorbent. Building upon previous work focused on adsorption isotherms and kinetic models, the adsorption behavior was evaluated using models done by (Lang, Freu, Tem, and Dub–Radus). The findings indicated that the Freu model was the most precise in representing copper ion adsorption, suggesting that the adsorption occurs on a heterogeneous surface (R² = 0.984). In contrast, the Langmuir model provided the best description for the adsorption of lead ions, aligning with the concept of monolayer adsorption on a uniform surface (R² = 0.923). Kinetic studies indicated that intra-particle diffusion played a crucial role in the adsorption process. The findings showed that the process was endothermic and spontaneous. The positive ΔS° value implies an increase in disorder at the solid-liquid interface. Overall, zirconium phosphate displayed significant potential as an effective adsorbent for the removal of Pb(II) and Cu(II) ions from water, providing useful information for enhancing adsorption-based water treatment systems................. Key Words: ...............Zirconium phosphate, Adsorption isotherms, Lead Adsorption, Isotherm models.