Error message

  • Deprecated function: Unparenthesized `a ? b : c ? d : e` is deprecated. Use either `(a ? b : c) ? d : e` or `a ? b : (c ? d : e)` in include_once() (line 1439 of /home/science2016/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • Deprecated function: Array and string offset access syntax with curly braces is deprecated in include_once() (line 3557 of /home/science2016/public_html/includes/bootstrap.inc).

Одержання та характеристика геополімеру на основі червоного шламу з додаванням золи рисового лушпиння для адсорбції бромкрезолового зеленого у водному розчині

Khoa Dang Nguyen1, Anh Thi Hoang Tran 1, Noor Haida Mohd Kaus2
Affiliation: 
1 Faculty of Environment, School of Technology, Van Lang University, Ho Chi Minh City, 700000, Vietnam 2 School of Chemical Sciences, Universiti Sains Malaysia, Penang, 11800, Malaysia khoa.nd@vlu.edu.vn
DOI: 
https://doi.org/10.23939/chcht17.04.857
AttachmentSize
PDF icon full_text.pdf4.12 MB

Keywords:

Abstract: 
Промислові відходи на основі геополімерів у формі червоного шламу (ЧШ) були успішно отримані в присутності різної кількості золи рисового лушпиння (ЗРЛ). Під час приготування варіювали кількість доданої в геополімерну композицію ЗРЛ від 10 до 50 % за масового співвідношення розчину в'яжучої речовини (Na2SiO3) і активованого розчину лужного металу (NaOH 7 M) 2,5, а умови затвердіння фіксували за 333 К протягом 24 год. Для характеристики оцінювали морфологію поверхні за допомогою сканувального електронного мікроскопа (SEM), оснащеного енергодисперсійною рентгенівською камерою, яка виявляла розподіл елементів до і після геополімеризації. Для встановлення утворення геополімеру використовували інфрачервону спектроскопію з Фур'є-перетворенням (FT-IR). Вплив кількості ЗРЛ на величину питомої площі поверхні за методом Брунауера-Еммета-Теллера (БЕТ) і розмір пор за методом Барретта-Джойнера-Галенди (BJH) отриманих геополімерів визначали за допомогою приладу для адсорбції газоподібного азоту. В адсорбції бромкрезолового зеленого (БЗ), яку проводили за рН 2, вищий вміст ЗРЛ у складі геополімеру збільшував адсорбційну здатність протягом 180 хвилин. Крім того, поведінка адсорбції змішаного геополімеру щодо БЗ добре узгоджується з моделлю Ленгмюра, вказуючи на те, що адсорбція відбувається на однорідній моношаровій поверхні геополімеру. З цього дослідження випливає, що ЗРЛ може бути природним потенційним наповнювачем для покращення поглинання БЗ геополімером на основі ЧШ в очищенні стічних вод.
References: 

[1] Gadhi, T.A.; Ali, I.; Mahar, R.B.; Maitlo, H.A.; Channa, N. Waste Heat and Wastewater Recovery in Textile Processing Industry: A Case Study of Adopted Practices. Mehran Univ. res. j. eng. technol. 2021, 40, 606–616. https://doi.org/10.22581/muet1982.2103.14
[2] Al-Tohamy, R.; Ali, S.S.; Li, F.; Okasha, K.M.; Mahmoud, Y.A.G.; Elsamahy, T.; Jiao, H.; Fu, Y.; Sun, J. A Critical Review on the Treatment of Dye-Containing Wastewater: Ecotoxicological and Health Concerns of Textile Dyes and Possible Remediation Approaches for Environmental Safety. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2022, 231, 113160. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.113160
[3] Nguyen Thi Phuong, L. The Status and Environmental Problems of Textile Industry. In Environmental Governance in Asia: New State-Society Relations, NREF-AGITS Conference; Kunphoommarl, M.; Oosterveer, P.; Sonnenfeld D.A., Eds.; Chiang Mai, 2003; pp. 245–258.
[4] Ellen MacArthur Foundation. A new Textiles Economy: Redesigning Fashion’s Future; 2017. https://library.unccd.int/Details/fullCatalogue/1356
[5] Ito, T.; Adachi, Y.; Yamanashi, Y.; Shimada, Y. Long–Term Natural Remediation Process in Textile Dye–Polluted River Sediment Driven by Bacterial Community Changes. Water Res. 2016, 100, 458–465. https://doi.org/10.1016/j.watres.2016.05.050
[6] Berradi, M.; Hsissou, R.; Khudhair, M.; Assouag, M.; Cherkaoui, O.; El Bachiri, A.; El Harfi, A. Textile Finishing Dyes and their Impact on Aquatic Environs. Heliyon 2019, 5, e02711. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02711
[7] Katheresan, V.; Kansedo, J.; Lau, S.Y. Efficiency of Various Recent Wastewater Dye Removal Methods: A Review. J. Environ. Chem. Eng. 2018, 6, 4676–4697. https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.06.060
[8] Yagub, M.T.; Sen, T.K.; Afroze, S.; Ang, H.M. Dye and its Removal from Aqueous Solution by Adsorption: A Review. Adv. Colloid Interface Sci. 2014, 209, 172–184. https://doi.org/10.1016/j.cis.2014.04.002
[9] Maleki, A.; Mohammad, M.; Emdadi, Z.; Asim, N.; Azizi, M.; Safaei, J. Adsorbent Materials Based on a Geopolymer Paste for Dye Removal from Aqueous Solutions. Arab. J. Chem. 2020, 13, 3017–3025. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2018.08.011
[10] Onutai, S.; Jiemsirilers, S.; Thavorniti, P.; Kobayashi, T. Aluminium Hydroxide Waste Based Geopolymer Composed of Fly Ash for Sustainable Cement Materials. Constr. Build. 2015, 101, 298–308. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.10.097
[11] Nguyen, K.; My, Q.N.V.; Kim, A.P.T.; Tran, P.T.; Huynh, D.; Le, O. Coal Fly Ash-Slag and Slag-Based Geopolymer as an Absorbent for the Removal of Methylene Blue in Wastewater. Science & Technology Development Journal 2022, 25, 2215–2223. https://doi.org/10.32508/stdj.v25i1.3421
[12] Matsimbe, J.; Dinka, M.; Olukanni, D.; Musonda, I. Geopolymer: A Systematic Review of Methodologies. Materials 2022, 15, 6852. https://doi.org/10.3390/ma15196852.
[13] Onutai, S.; Jiemsirilers, S.; Wada, S.; Thavorniti, P. Effect of Sodium Hydroxide Solution on the Properties of Geopolymer Based on Fly Ash and Aluminium Waste Blend. Warasan Technol Suranaree 2014, 21, 9–14.
[14] Tuyan, M.; Andiç-Çakir, Ö.; Ramyar, K. Effect of Alkali Activator Concentration and Curing Condition on Strength and Microstructure of Waste Clay Brick Powder-Based Geopolymer. Compos. B. Eng. 2018, 135, 242–252. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2017.10.013
[15] Pimraksa, K.; Chindaprasirt, P.; Rungchet, A.; Sagoe-Crentsil, K.; Sato, T. Lightweight Geopolymer Made of Highly Porous Siliceous Materials with Various Na2O/Al2O3 and SiO2/Al2O3 Ratios. Mater. Sci. Eng. A 2011, 528, 6616–6623. https://doi.org/10.1016/j.msea.2011.04.044
[16] Görhan, G.; Kürklü, G. The Influence of the NaOH Solution on the Properties of the Fly Ash-Based Geopolymer Mortar Cured at Different Temperatures. Compos. B. Eng. 2014, 58, 371–377. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2013.10.082
[17] Yao, X.; Zhang, Z.; Zhu, H.; Chen, Y. Geopolymerization Process of Alkali–Metakaolinite Characterized by Isothermal Calorimetry. Thermochim Acta 2009, 493, 49–54. https://doi.org/10.1016/j.tca.2009.04.002
[18] Nazari, A.; Bagheri, A.; Riahi, S. Properties of Geopolymer with Seeded Fly Ash and Rice Husk Bark Ash. Mater. Sci. Eng. A 2011, 528, 7395–7401. https://doi.org/10.1016/j.msea.2011.06.027
[19] Onutai, S.; Jiemsirilers, S.; Thavorniti, P.; Kobayashi, T. Fast Microwave Syntheses of Fly Ash Based Porous Geopolymers in the Presence of High Alkali Concentration. Ceram. Int. 2016, 42, 9866–9874. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.03.086
[20] Yu, H.; Xu, M.X.; Chen, C.; He, Y.; Cui, X.M. A Review on the Porous Geopolymer Preparation for Structural and Functional Materials Applications. Int. J. Appl. Ceram 2022, 19, 1793–1813. https://doi.org/10.1111/ijac.14028
[21] Joseph, C.G.; Taufiq-Yap, Y.H.; Krishnan, V.; Puma, G.L. Application of Modified Red Mud in Environmentally-Benign Applications: A Review. Environ. Eng. Res. 2020, 25, 795–806. https://doi.org/10.4491/eer.2019.374
[22] Fuad, M.Y.A.; Ismail, Z.; Ishak, Z.A.M.; Omar, A.K.M. Rice Husk Ash. In Plastics Additives: An A-Z reference; Pritchard, G., Ed.; Springer Netherlands: Dordrecht, 1998; pp 561–566. 10.1007/978-94-011-5862-6_62
[23] Costa, J.A.S.; Paranhos, C.M. Evaluation of Rice Husk Ash in Adsorption of Remazol Red Dye from Aqueous Media. SN Appl. Sci. 2019, 1, 397. https://doi.org/10.1007/s42452-019-0436-1
[24] Shokrollahi, A.; Alizadeh, A.; Malekhosseini, Z.; Ranjbar, M. Removal of Bromocresol Green from Aqueous Solution via Adsorption on Ziziphus nummularia as a New, Natural, and Low-Cost Adsorbent: Kinetic and Thermodynamic Study of Removal Process. J. Chem. Eng. Data 2011, 56, 3738–3746. https://doi.org/10.1021/je200311y
[25] Elijah, O.; Collins, O.; Okonkwo, C.; Jessica, N.-B. Application of Modified Agricultural Waste in the Adsorption of Bromocresol Green Dye. Asian J. Chem. Sci. 2020, 7, 15–24. https://doi.org/10.9734/ajocs/2020/v7i119011
[26] Perná, I.; Hanzlíček, T.; Šupová, M. The Identification of Geopolymer Affinity in Specific Cases of Clay Materials. Appl. Clay Sci. 2014, 102, 213–219. https://doi.org/10.1016/j.clay.2014.09.042
[27] Singh, S.; Aswath, M.U.; Das Biswas, R.; Ranganath, R.V.; Choudhary, H.K.; Kumar, R.; Sahoo, B. Role of Iron in the Enhanced Reactivity of Pulverized Red Mud: Analysis by Mössbauer Spectroscopy and FTIR Spectroscopy. Case Stud. Constr. Mater. 2019, 11, e00266. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2019.e00266
[28] Adams, F.V.; Ikotun, B.D.; Patrick, D.O.; Mulaba-Bafubiandi, A.F. Characterization of Rice Hull Ash and Its Performance in Turbidity Removal from Water. Part. Sci. Technol. 2014, 32, 329–333. https://doi.org/10.1080/02726351.2013.867001
[29] Rahman, M.M.; Muttakin, M.; Pal, A.; Shafiullah, A.Z.; Saha, B.B. A Statistical Approach to Determine Optimal Models for IUPAC-Classified Adsorption Isotherms. Energies 2019, 12, 4565. https://doi.org/10.3390/en12234565.
[30] Donohue, M.D.; Aranovich, G.L. Classification of Gibbs Adsorption Isotherms. Adv. Colloid Interface Sci. 1998, 76-77, 137–152. https://doi.org/10.1016/S0001-8686(98)00044-X
[31] Kumar, K.V.; Gadipelli, S.; Wood, B.; Ramisetty, K.A.; Stewart, A.A.; Howard, C.A.; Brett, D.J.L.; Rodriguez-Reinoso, F. Characterization of the Adsorption Site Energies and Heterogeneous Surfaces of Porous Materials. J. Mater. Chem. A 2019, 7, 10104–10137. https://doi.org/10.1039/C9TA00287A
[32] Liou, T.-H.; Liou, Y.H. Utilization of Rice Husk Ash in the Preparation of Graphene-Oxide-Based Mesoporous Nanocomposites with Excellent Adsorption Performance. Materials 2021, 14, 1214. https://doi.org/10.3390/ma14051214.