Recycelbarer magnetischer Nickel-Ferrit–Carboxymethylcellulose–Natriumalginat-Biokomposit zur effizienten Entfernung von Nickelionen aus Wasser

Bei der Abwasserbehandlung werden magnetische Biokomposite aufgrund ihrer hohen Adsorptionskapazität und Wirtschaftlichkeit häufig als Adsorbentien untersucht. In dieser Arbeit wurde versucht, ein Spinell-Nickel-Ferrit–Carboxymethylcellulose (NiFCMC) Komposit zu entwickeln und dessen Oberfläche durch Alginat-Polymer zu modifizieren, um ein NiFCMC–Alg-Komposit zu bilden. Verschiedene Techniken wurden verwendet, um diese Adsorbentien zu charakterisieren, einschließlich Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie, Röntgenbeugung, Rasterelektronenmikroskopie mit Feldemission, energiedispersive Spektroskopie, thermogravimetrische Analyse, Vibrationsprobenmagnetometrie und pH-Wert des Nullladepunkts. Diese Adsorbentien wurden untersucht, um ihr Potenzial zur Entfernung von Ni (II) Ionen in wässriger Lösung unter verschiedenen Parametern wie Kontaktzeit, anfänglicher Metallionenkonzentration, pH, Adsorbentiendosis und Temperatur zu überprüfen. Die optimale Zeit zur Erreichung des Gleichgewichts betrug 180 Minuten bei pH 8 mit einer Adsorbentiendosis von 0,1 g. Die Ergebnisse der kinetischen Studien zeigten, dass das beste Modell für die Daten zur Metallionenadsorption das Lagergren-Pseudo-Zweite-Ordnung-Modell war, was auf die Chemisorptionsnatur hinweist. Ebenso zeigte das Langmuir-Isothermenmodell eine gute Übereinstimmung mit den Adsorptionsgleichgewichtsdaten, mit maximalen Adsorptionskapazitäten von 47,84 ± 2,39 und 60,24 ± 3,01 mg/g für NiFCMC und NiFCMC–Alg respektive. Die berechneten thermodynamischen Adsorptionsparameter bestätigten die spontane Natur des Adsorptionsprozesses. Die Regenerationseffizienz beider Adsorbentien wurde über fünf Zyklen untersucht und zeigte signifikante Ergebnisse. Diese Studie hat gezeigt, dass NiFCMC und NiFCMC–Alg ein guter Ersatz zur Entfernung von Ni (II) Ionen in wässriger Lösung sein können.