یافته های نوین در علوم زیستی

بررسی ترمودینامیک و سینتیک جذب سطحی اسید سیتریک توسط سبوس برنج

نویسندگان

نرگس صمدانی لنگرودی 1
فاطمه طاهری 2
سپیده مهرانی 1

1 گروه شیمی، دانشکدۀ علوم، دانشگاه گلستان، گرگان

2 گروه شیمی، دانشکدۀ علوم، دانشگاه پیام نور، بهشهر

https://doi.org/10.21859/acadpub.nbr.2.3.166
چکیده
هدف از این پژوهش، بررسی امکان استفاده از سبوس برنج به­منزلۀ جاذبی طبیعی برای حذف اسیدسیتریک از محلول­های آبی و تأثیر پارامترهای موثر نظیر دما، زمان، غلظت اولیه اسید و مقدار جاذب بر فرایند جذب سطحی آن است. برازش تجربی جذب اسیدسیتریک از محلول­های آبی با استفاده از چندین مدل جذبی انجام شد. همچنین ترمودینامیک و سینتیک جذب آن تحت بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی اثر زمان بر فرآیند جذب اسید سیتریک روی سبوس برنج نشان داد که پس از 60 دقیقه فرآیند جذب به تعادل می­رسد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش دما و غلظت اولیه اسیدسیتریک، میزان جذب اسیدسیتریک کاهش یافت­ و در مقابل، با افزایش مقدار جاذب و زمان، میزان جذب نیز افزایش نشان داد. در ضمن مقدار بهینۀ جاذب 4 گرم به ­دست آمد. نتایج بررسی معادلات لانگ ­مویر، فروندلیش و تمکین نشان داد که بهترین مدل تطبیق­یافته با داده­های این آزمایش، مدل جذب سطحی فروندلیش است. همچنین منفی­ بودن تغییر انرژی آزاد گیبس و تغییرات آنتالپی نشان­دهندۀ خود­به­ خودی بودن و گرمازا­بودن واکنش است. بنابراین، براساس نتایج این مطالعه، سبوس برنج کارآیی خوبی در حذف اسید سیتریک از محیط‌های آبی دارد.

کلیدواژه‌ها

اسیدسیتریک
جذب سطحی
سبوس برنج
سینتیک جذب

عنوان مقاله English

Thermodynamic and kinetic investigation of citric acid adsorption by rice bran

نویسندگان English

Narges Samadani Langeroodi 1
Fatemeh Tahery 2
Sepideh Mehrani 1
1 Department of Chemistry, Faculty of Sciences, Golestan University, Gorgan, Iran
2 Department of Chemistry, Faculty of Sciences, Payame Noor University, Behshahr, Iran
چکیده English

The aim of this study was to investigate the possibility of using rice bran as a natural adsorbent for the removal of citric acid from water and the effect of temperature, time, initial concentration of adsorbate and adsorbent concentration on the adsorption process. Fitting experimental data was performed using several adsorption models. Also, the thermodynamics and kinetics of adsorption have been studied. The equilibrium was reached after 60 minutes. The results showed that removal of citric acid decreased as temperature and initial concentration of citric acid increased in contrast, it increased as adsorbent concentration and time increased. In addition, the optimum adsorbent weight was obtained to be 4g. Freundlich isotherm was found to be a better fit than other isotherms. The thermodynamic study showed that the adsorption process was exothermic and spontaneous in nature. The adsorption of citric acid on the rice bran followed reversible second-order rate kinetics. This study showed that rice bran efficiently removed the citric acid from aqueous solutions.

کلیدواژه‌ها English

citric acid
adsorption
rice bran
kinetics of adsorption
Arabi, A., Mahmoudi, G. and Baseri, H. 2009. Separation of Propionic acid from aqueous solution by solvent extraction. – Journal of Applied Chemistry Semnan University 4: 39-44.
Brown, P., Jefcoat, I.A. and Parrish, D. 2000. Evaluation of the adsorptive capacity of peanut hull pellets for heavy metals in solution. – Advance Environmental Research 4: 19-29.
Butt, H.J., Graf, K. and Kappl, M. 2003. Physics and Chemistry of Interfaces. – Wiley Press, 361 pp.
Cao, X., Yun, H. and Koo, Y. 2002. Recovery of lactic acid by anion exchange resin Amberlite IRA-400. – Biochemical Engineering Journal 11: 189-196.
Dabrowski, A. 1999. Adsorption and its applications in industry and environmental. Protection: Vol. 2: Applications in Environmental Protection. – Elsevier Press, 1057 pp.
Hang, Y.D. and Woodams, E.E. 1995. Grape pomace a novel substrate for microbial production of citric acid. – Biotechnology 7: 253-259.
Ho, Y.S. and Mckay, G. 2000. The kinetics of sorption of divalent metal ions onto sphagnum moss peat. – Water Res. 34: 735-742. Incl, I. 2004. Removal of citric acid by activated carbon adsorption. – Asian Journal of Chemistry 16: 649-653.
John, N.A., Kutty, S.R.M., Muhamad, M.H.I. and Hashim, H. 2011. Adsorption of copper by using microwave incinerated rice husk ash (MIRHA). – International Journal of Civil Engineering and Environment 3: 211-215.
Krishnan, K.A., Sreejalekshmi, K.G. and Varghese, S. 2010. Adsorptive retention of citric acid onto activated carbon prepared from Havea braziliansis sawdust, kinetic and isotherm overview. – Desalination 257: 46- 52.
Lackoric, K.B., Johnsoh, B., Angove, M.J. and Wells, J.D. 2003. Modeling the adsorption of citric acid onto Muloorina illite and related clay minerals. – Journal of Colloid Interface Science 267: 49-59.
Lagergren, S.K. 1898. About the theory of so-called adsorption of soluble substances. – Kungliga Svenska Vetenskapsakademens Handlingar 24: 1-39.
Namni, M. 2007. Adsorption of chromium (VI) from aqueous solution using rice bran. – Journal of Environmental Science and Technology 10: 184-195.
Nandi, B.K., Goswami, A. and Purkait, M.K. 2009. Removal of cationic dyes from aqueous solutions by
kaolin: Kinetic and equilibrium studies. – Applied Clay Science 42: 583-590.
Robert, D. and Weber, J.V. 2000. Study of the adsorption of dicarboxylic acids on titanium dioxide in aqueous solution. – Adsorption 6: 175-178.
Romero-Gonzáleza, J.J., Peralta-Videab, R., Rodrígueza, E., Delgadoa, M. and Gardea-Torresdey, J.L. 2006. Potential of Agave lechuguilla biomass for Cr (III) removal from aqueous solutions: Thermodynamic studies. – Bioresource Technology 97: 178-182.
Turkelson, V.T. and Milton, R. 1978. Separation of the
citric acid cycle acids by liquid chromatography. –
Analytical Chemistry 50: 1420-1423.
Vega, E.D., Narda, G.E. and Ferretti, H.F. 2003. Adsorption of citric acid from dilute aqueous solutions by hydroxyapatite. – J. Colloid Interface Science 268: 37-42.
Zuliang, C., Kwon-Rae, K., Gary, O. and Ravendra, N. 2008. Determination of carboxylic acids from plant root exudates by ion exclusion chromatography with ESI-MS. – Chromatographia 67: 113-117.

  • تاریخ دریافت 18 خرداد 1405
  • تاریخ انتشار 18 خرداد 1405

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما