BIOSORPTION OF Pb2+ IN BIOCHAR OBTAINED FROM THE CAJÁ ENDOCARP (Spondias mombin)

Kinetic study and experimental design

Authors

  • Antonio José Ferreira Gadelha IFPB - Campus Sousa
  • Clarice Oliveira da Rocha IFPB - Campus Campina Grande
  • José Manuel Amancio da Silva IFPB - Campus Sousa
  • Francisco Ferreira Batista IFPB - Campus Sousa
  • Hiago Aristides da Silva IFPB - Campus Sousa

Keywords:

Adsorption; Biochar; Spondias mombin L.; Heavy metals.

Abstract

This work investigated the biosorption of Pb2+ ions in biochar obtained through controlled carbonization of the cajá (Spondias mombin) biomass after pulping. The residual concentration of Pb2+ ions was determined by complexation titrimetry. Adsorption tests were performed using 100 ml of metal ion solution under constant agitation. The effects of operational parameters were evaluated, such as adsorbent mass (0.1 to 0.5 g), pH (4.0 to 10.0) and agitation (10 to 50 rpm), through central composite planning (23 + 3 CP). The variables that  affect the adsorption process are the pH and the mass of the adsorbent, reaching a maximum removal of 86.75% of metal. Pb2+ adsorption kinetics data showed good fit to the pseudo-first-order (R = 0.9773) and pseudo-second-order (R = 0.9909) models, with equilibrium quickly being reached around 5 min from the beginning of the adsorptive process.

Author Biographies

Antonio José Ferreira Gadelha, IFPB - Campus Sousa

Professor do Curso Superior de Licenciatura em Química do IFPB - Campus Sousa

Clarice Oliveira da Rocha, IFPB - Campus Campina Grande

Professora do Curso Técnico de Petróleo e Gás no IFPB - Campus Campina Grande

José Manuel Amancio da Silva, IFPB - Campus Sousa

Discente do Curso Superior de Licenciatura em Química do IFPB - Campus Sousa

Francisco Ferreira Batista, IFPB - Campus Sousa

Discente do Curso Superior de Licenciatura em Química do IFPB - Campus Sousa

Hiago Aristides da Silva, IFPB - Campus Sousa

Discente do Curso Superior de Licenciatura em Química do Campus Sousa

References

[1] ANASTOPOULOS, I.; KYZAS, G. Z. Progress in batch biosorption of heavy metals onto algae. Journal of Molecular Liquids, v. 209, n. 1, p. 77-86, 2015.
[2] FU, F; WANG, Q. Removal of heavy metal ions from wastewaters: A review. Journal of environmental management. v. 92 p. 407-418. 2011.
[3] REDDY, D. H. K.; LEE, S. M. Water pollution and treatment technologies. Environmental & Analytical Toxicology, v. 2, n. 5, p. 1-2, 2012.
[4] SUD, D.; MAHAJAN, G.; KAUR, M. P. Agricultural waste material as potential adsorbent for sequestering heavy metal ions from aqueous solutions – A review. Bioresource technology. v. 99. p. 6017-6027. 2008.
[5] AGUIAR, M. R. M. P.; NOVAES, A. C. Remoção de metais pesados de efluentes industriais por aluminossilicatos. Química nova, v. 25, n. 6, p. 1145-1154, 2000.
[6] SALAM, O. A.; REIAD. N. A.; ElSHAFEI, M. M. A study of the removal characteristics of heavy metal from wastewater by low-cost adsorbents. Journal of advanced research. v. 2. p. 297-303. 2011.
[7] SOUZA, J. V. T. M.; MASSOCATTO, C. L.; DINIZ, K. M.; TARLEY, C. R. T.; CAETANO, J.; DRAGUNSKI, D. C. Adsorção de cromo (III) por resíduos de laranja in natura e quimicamente modificados. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, Londrina, v. 33, n. 1, p. 03-16, 2012.
[8] PIGATTO, J.; BRANDLER, D.; CALDART, F.; VARGAS, G. D. P.; LUZ, C.; DERVANOSKY, A. Adsorvente de coco de jerivá (Syagrusromanzoffiana) aplicado a adsorção de metais pesados presentes em águas de abastecimento. In: 12° ENCONTRO BRASILEIRO DE ADSORÇÃO. Gramado – RS. 2018.
[9] RAULINO, G. S. C.; SILVA, L. S.; VIDAL, C. B.; MELO, D. Q.; OLIVEIRA, F. F.; NASCIMENTO, R. F. Biossorção de íons tóxicos pela vagem seca do feijão (Phaseolus vulgaris L.) modificada com ácido tânico: estudo usando planejamento fatorial. In: 12° ENCONTRO BRASILEIRO DE ADSORÇÃO. Gramado – RS. 2018.
[10] PAZ, J. E. M.; GARNICA, A. I. C.; CURBELO, F. D. S. Estudo da adsorção de chumbo utilizando como adsorvente bagaço de cana-de-açúcar ativado. Revista Holos. v. 8. p. 3-18. 2018.
[11] NUNES, E. N.; ROCHA, A. P. T.; ARAÚJO, G. T.; PAZ, A. P.; RODRIGUES, L. M. de S.; BATISTA, R. S. de A.; MELO, T. B. L. Characterization of yellow mombin biomass (Spondias mombin L.) for production of activated carbon. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. v. 135, p. 3281–3288. 2019.
[12] MENDHAM, J.; DENNEY, R. C.; BARNES, J. D.; THOMAS, M. J. K. Análise Química Quantitativa. 6 ed. LTC Editora. Rio de Janeiro. 2002.
[13] ALBADARIN, A. B.; MANGWANDI, C. Mechanisms of Alizarin Red S and Methylene blue biosorption onto olive stone by-product: isotherm study in single and binary systems. Journal of Environmental Management, v. 164, p. 86-93. 2015.
[14] HO, Y. S.; McKAY, G. The kinetics of sorption of basic dyes from aqueous solution by sphagnum moss peat. Canadian Journal of Chemical Engineering. v. 76, p. 822–827. 1998.
[16] FIUZA JUNIOR, R. A. Valorização de caroços de frutas regionais e captura de CO2, Tese (Doutorado em Química), Instituto de Química da Universidade Federal da Bahia, Salvador, 47 p., 2016.
[15] VAN SOEST, P. J. Nutritional ecology of the ruminant. 2.ed. New York: Cornell University Press, 1994. 476p.
[17] Meili, L.; Lins, P. V. S.; Costa, M. T.; Almeida, R. L.; Abud, A. K. S.; Soletti, J. I.; Dotto, G. L.; Tanabe, E. H.; Sellaoui, L.; Carvalho, S. H. V.; Erto, A. Adsorption of methylene blue on agroindustrial wastes: experimental investigation and phenomenological modelling. Progress in Biophysics and Molecular Biology. vol. 141. p. 60–71. 2019.

Published

2022-12-31

How to Cite

Ferreira Gadelha, A. J., Oliveira da Rocha, C., Amancio da Silva, J. M. ., Ferreira Batista, F., & Aristides da Silva, H. (2022). BIOSORPTION OF Pb2+ IN BIOCHAR OBTAINED FROM THE CAJÁ ENDOCARP (Spondias mombin): Kinetic study and experimental design. South American Journal of Basic Education, Technical and Technological, 9(1), 229–241. Retrieved from https://periodicos.ufac.br/index.php/SAJEBTT/article/view/4449

Issue

Section

Artigos Originais Ciências Agrárias