Walnut bloom powder as a waste-based sorbent for cationic dyes removal: equilibrium, kinetic, and thermodynamic studies

In the present study, for the first time, walnut bloom (WB) powder was used as a natural and economic sorbent for the removal of methylene blue (MB) from an aqueous solution. This new biosorbent was characterized using the following techniques: scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), COHNS, BET (Brunauer-Emmett-Teller) analysis, and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. MB removal efficiency and its adsorption onto WB powder were tested in a batch system by varying parameters such as initial dye concentration, contact time, pH, temperature, and dosage of biosorbent in which the removal percentages of ~92% was achieved under the optimum conditions. Equilibrium data and adsorption isotherms fit well with the Langmuir model ([R.sup.2] - 0.999, 0 < [R.sub.L] < 1) with a maximum monolayer adsorption capacity of 46 mg [g.sup.-1]. The chemical kinetics of MB adsorption followed the pseudo second-order model. Also, the magnitude of thermodynamic functions identified the removal of MB. [DELTA]Ho of-7.32 kJ [mol.sup.-1] and [DELTA]So of-4.32 kJ [mol.sup.-1] indicated the spontaneity, exothermicity, and favorability of the adsorption process at room temperature. Key words: methylene blue, removal, walnut bloom powder. Dans le cadre de la presente etude, nous avons ete les premiers a utiliser la poudre de fleurs de noyer (FN) comme sorbant naturel et economique pour l'elimination du bleu de methylene (BM) d'une solution aqueuse. Nous avons caracterise ce nouveau biosorbant a l'aide des techniques suivantes: microscopie electronique a balayage (MEB), diffraction des rayons X (DRX), analyses par la methode de Cohns et la methode de Brunauer-Emmett-Teller (BET) et spectroscopie infrarouge a transformed de Fourier (FTIR). Nous avons evalue l'efficacite de l'elimination du BM et son adsorption sur la poudre de FN dans un systeme de traitement par lots en faisant varier les parametres tels que la concentration initiale du colorant, le temps de contact, le pH, la temperature et la quantite du biosorbant, avec lequel des pourcentages d'elimination d'environ 92 % ont ete atteints en conditions optimales. Les donnees d'equilibre et les isothermes d'adsorption concordaient bien avec le modele de Langmuir ([R.sup.2] - 0,999; 0 < [R.sub.L] < 1), pour une capacite maximale d'adsorption monocouche de 46 mg*[g.sup.-1]. La cinetique de l'adsorption chimique du BM suit le modele de pseudo-second ordre. De plus, l'ordre de grandeur des fonctions thermodynamiques Concorde avec l'elimination du BM. Le [DELTA]?o de -7,32 kJ [mol.sup.-1] et le [DELTA]So de 4,32 kJ [mol.sup.-1] indiquent un processus d'adsorption spontane, exothermique et favorable a temperature ambiante. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: bleu de methylene, elimination, poudre de fleurs noyer.
Introduction 3,7-Bis(Dimethylamino)-phenothiazine-5-ium chloride or methylene blue (MB) is a heterocyclic aromatic compound that is widely used in a range of different fields, especially in the textile industry. (1) As most [...]