Removal of phosphate from wastewater using zirconium/iron embedded chitosan/alginate hydrogel beads: An experimental and computational perspective

壳聚糖 废水 磷酸盐 化学 化学工程 材料科学 无机化学 有机化学 废物管理 工程类
作者
Aminat Mohammed Ahmed,Menbere Leul Mekonnen,Bikila Alemu Jote,Jemal Yimer Damte,Ephriem Mengesha,Tomáš Lednický,Kebede Nigussie Mekonnen
出处
期刊:International Journal of Biological Macromolecules [Elsevier BV]
卷期号:281 (Pt 2): 136431-136431 被引量:21
标识
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2024.136431
摘要

Adsorptive removal of phosphate plays a crucial role in mitigating eutrophication. Herein, the Zr/Fe embedded chitosan/alginate hydrogel bead (Zr/Fe/CS/Alg) is reported as an effective phosphate adsorbent. This polymer nanocomposite is synthesized by the in-situ reduction of the metals on the polymer matrix. The synthesized adsorbent was characterized by the FTIR, SEM-EDX, TGA, BET, and XPS. The adsorbent showed a maximum phosphate adsorption capacity of 221.72 mg/g at pH 3. The experimental data fit well with the Freundlich isotherm and pseudo-second-order kinetics model, indicating a heterogeneous multilayer surface formation and a chemisorption-dominated adsorption process. Density Functional Theory (DFT) and Monte Carlo (MC) calculations revealed high negative adsorption energy due to the chemisorption of phosphate on the adsorbent. Hence, the major interactions such as electrostatic attraction, hydrogen bonding, and inner-sphere complexation of phosphate adsorption and Zr/Fe/CS/Alg hydrogel beads were investigated from the experimental and computational analysis. The negative values of thermodynamic parameters indicated a spontaneous, exothermic, and less random adsorption process. The synthesized adsorbent exhibited excellent selectivity toward phosphate and maintained 73 % efficiency after six adsorption/desorption cycles. The Zr/Fe/CS/Alg hydrogel beads reduced the phosphate concentration in real wastewater samples from 19.02 mg/L to 0.985 mg/L, suggesting that these nanocomposite hydrogel beads could be a promising adsorbent for real-world applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
charles完成签到 ,获得积分10
刚刚
拼搏念蕾完成签到 ,获得积分10
1秒前
上官若男应助隐形初蓝采纳,获得10
1秒前
2秒前
赵小满发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
从容松弛发布了新的文献求助10
2秒前
我爱科研发布了新的文献求助10
2秒前
大模型应助加油采纳,获得10
4秒前
打打应助努努力采纳,获得10
4秒前
5秒前
ABCDEF完成签到,获得积分10
5秒前
CCC发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
酷波er应助快毕业采纳,获得10
6秒前
xwb发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
爆米花应助我爱科研采纳,获得10
8秒前
10秒前
天博发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
筱毛关注了科研通微信公众号
11秒前
12秒前
zzxpp发布了新的文献求助10
12秒前
li关闭了li文献求助
15秒前
学无涯完成签到,获得积分10
16秒前
yn发布了新的文献求助10
16秒前
余斗发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
壳壳发布了新的文献求助10
17秒前
Jasper应助einspringen采纳,获得10
17秒前
li完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
Yioo完成签到 ,获得积分10
20秒前
逢投必中完成签到 ,获得积分10
22秒前
xmubnb发布了新的文献求助200
22秒前
土土完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Cardiovascular Research and Medicine(2e) 820
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7779676
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9319967
关于积分的说明 20374227
捐赠科研通 7367251
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3319556
关于科研通互助平台的介绍 2467487
邀请新用户注册赠送积分活动 2335247