Kinetics and Thermodynamics of Iron(III) Ion Removal from Aqueous Solutions by Dowex G-26(H) Resin

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The factors affecting iron(III) adsorption by strongly acidic Dowex G-26(H) cation-exchange resin are studied. These factors include the adsorbent dose, pH of the solution, contact time, initial Fe(III) concentration in the solution, and temperature. Langmuir and Freundlich adsorption isotherms are constructed from the experimental results. Both isotherms quite satisfactorily describe Fe(III) adsorption by the Dowex G-26(H) adsorbent, which is indicated by high (close to unity) coefficients of determination (R2). The calculated capacity of the adsorbent ranges from 166.6 to 196.1 mg g–1 at different temperatures (T = 293–313 K). The kinetic and thermodynamic parameters of the process (ΔH°, ΔS°, ΔG°) have been determined. The positive calculated standard entropy (ΔS°) and enthalpy (ΔH°) changes suggest that the adsorption of Fe(III) ions on the resin is endothermic and spontaneous.

About the authors

A. A. Geydarov

Nagiev Institute of Catalysis and Inorganic Chemistry, Academy of Sciences of Azerbaijan

Email: arif.heyderov.54@mail.ru
Baku, Azerbaijan

N. I. Abbasova

Nagiev Institute of Catalysis and Inorganic Chemistry, Academy of Sciences of Azerbaijan

Email: arif.heyderov.54@mail.ru
Baku, Azerbaijan

Z. A. Dzhabbarova

Nagiev Institute of Catalysis and Inorganic Chemistry, Academy of Sciences of Azerbaijan

Email: arif.heyderov.54@mail.ru
Baku, Azerbaijan

A. A. Ibragimov

Azerbaijan Technical University

Email: arif.heyderov.54@mail.ru
Baku, Azerbaijan

G. I. Alyshanly

Nagiev Institute of Catalysis and Inorganic Chemistry, Academy of Sciences of Azerbaijan

Author for correspondence.
Email: arif.heyderov.54@mail.ru
Baku, Azerbaijan

References

  1. Gordan, B.W.H.Q. Gindelines for drinking organization water quality / B.W.H.Q. Gordan. - Geneva: Utah edition W.H.O, 2022. 614 p.
  2. el-Sberif, I.Y. Removal of Mn(II) and Fe(II) ions from aqueous solution using precipitation and adsorption methods / I.Y. el-Sberif, N.A. Fathy, A.A. Nanna //j. Appl. Sci. Res. 2013. №9. P.233-239.
  3. Касимов, А.Г. Сорбционная очистка растворов медно-никелевого производства с использованием ионитов "Pirolite" / А.Г. Касимов, Н.С. Арешина, И.Э. Мальц, Т.Р. Зинкович, М.А. Михайленко // Краткие сообщения. Сорбционные и хроматографические процессы. 2011. Т.11. №5. С.689-692.
  4. Pyrzynska, K.Comparative study of heavy metal ions sorption onto activated carbon, carbon nanotubes, and carbon-encapsulated magnetic nanoparticles / K. Pyrzynska, M. Bystrejewski // Colloids. Surt. A. Physicochem. Eng. Asp. 2010. Is.362. P.102-109.
  5. Moreira, R.F.P.M. Removal of iron from water using adsorbent carbon / R.F.P.M. Moreira, V.S. Madeira, H.J. Sose, E. Humeres // Separat. Sci. Technol. 2004. V.39. № 2. P.271-285.
  6. Mohammed, A.Z. Removal of iron and manganese from groundwater sources using nano-biosorbents / A.Z. Mohammed, D. Allahyar, A.S. Behrauz // Chem. Biol. Technol. Agriculture. 2022. V.9. №3. P.1-14.
  7. Ostroski, L.C. The removal of Fe(III) ions by adsorption onto zeolite columns / L.C. Ostroski, M.A. de Barros, S.D. da Silva, J.H. Dantas, P.A. Arroyo // Ads. Sci. Technol. 2007. V.25. P.757-768.
  8. Vasudevan, S. Removal of iron from drinking water by electrocoagulation: adsorption and kinetics studies / S. Vasudevan, I. Sayaraj, J. Lakshmi, G. Sozhan // Korean J. Chem. Eng. 2009. V.26. P.1058-1064. doi: 10.1007/S11814-009-0176-9.
  9. Das, B. Removal of iron from groundwater by ash / B. Das, P. Hazarika, G. Saikia, H. Kalita, D.C. Goswani, H.B. Das, R.K. Datta //j. Hazard. Mater. 2007. V.141. P.834-841.
  10. Salimi, A.H. Total iron removal from aqueous solution by using modified clinoptilolite / A.H. Salimi, A. Shamshiri, E. Laberi, H. Bonakdari, A. Akhbari [et al.] // Ain. Shams Eng. J. 2022. V.13. Art.101495.
  11. Pandova, I. A study of using natural sorbent to reduce iron cations from aqueous solutions / I. Pandova, M. Rimar, A. Panda, S. Vilicek, M. Kusnerova, M. Harnicarova // Intern. J. Environmental Res. Publik Health. 2020. May. V.17(10). P.3686.
  12. Robinson-Lora, M.A. Efficient metal removal and neutralization of acid mine drainage by crab-shell chitin under batch and continuous-flow conditions / M.A. Robinson-Lora, R.A. Brennan // Bioresour Technol. 2009. V.100. P.5063-5071.
  13. Cama, J. Disolution kinetics of synthetic zeolite NaPl and Hs implication to zeolite treatment of contaminated waters /j. Cama, C. Ayora, X. Querol, J. Gemor // Env. Sci. Technol. 2005. P.4871-4878.
  14. Milonjie, S. Sorption of ferric and ferrous ions on silica / S. Milonjie, S.D. Cupic, L. Gerovic // Mater. Sci. Forum. 2006. V.518. P.67-72.
  15. Nguyen, V.N. Copper recovery from low concentration waste solution using DOWEX G-26 resin / Nguyen V.N., Lee Ch., Sha M.K., Yoo K., Seong S. // Hydrometallurgy. 2009. P.97237-97242.
  16. Chen, W. Recycle of vanadium from aluminium slag of ferrovanadium / Chen W., Liu T., Leb Ch. // IOP. Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2020. V.720. Art.012001.
  17. Chen, W. Purification of lithium carbonate from sulphate solutions through hydrogenation using the DOWEX G-26 resin / Chen W., Lee C., Ho H. // Appl. Sci. 2018. V.8. P.2252.
  18. Бахвалов, А.В. Методика ускоренного определения содержания железа в воде / А.В. Бахвалов // Проблемы современной науки и образования. 2015. № 11(41). C.65-69.
  19. Khezami, L. Removal of chromium(VI) from aqueous solution by activated carbons: kinetic and equilibrium studies / L. Khezami, R. Capart //j. Hazard Mater. 2005. V.31. Is.123(1-3). P.223-231
  20. Reed, B.E. Modeling Cd adsorption in single and binary adsorbent (PAC) systems / B.E. Reed, M.R. Matsumoto //j. Environmen. Eng. 1993. V.119. №2. P.332-348.
  21. Адсорбция на однородной твердой поверхности. Уравнение Лэнгмюра: методические указания к выполнению расчетной лабораторной работы по дисциплинам "Поверхностные явления и дисперсные системы" и "Коллоидная химия" для студентов ИПР / сост. Е.В. Михеева. - Томск: Изд-во Томск. политех. ун-та. 2011. 36 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».