Uptake of Zn2+ from dilute aqueous solutions using protonated dry alginate beads

Abstract

The uptake of zinc ions from dilute aqueous solutions was studied at 25°C using protonated dry alginate beads (PDAB) of around 1 mm in diameter. The Zn2+ uptake increases with the pH of the Zn bearing solution, reaching a value of around 90 mg of Zn per gram of beads (dry weight) at pH 4·5. For an initial Zn concentration as low as 10 mg L−1, the removal reached was complete.The mechanism of Zn uptake was found to be ion exchange between zinc ions and protons form the functional groups of the beads, which followed a pseudo-second order kinetic behaviour. In equilibrium condition the experimental data followed the Langmuir adsorption model.The maximum uptake reached were around 145 and 165 mg g−1 at pH values of 3·5 and 4·5, respectively, which is higher than most of the sorbents used for zinc removal. EPMA-EDX analysis shows that the functional groups of the PDAB were homogeneously distributed during preparation of beads, and that zinc ions were able to reach functional groups in the entire structure of the beads without a concentration gradient across the beads.On a étudié le changement d′ions de le Zinc depuis des solutions aqueuses diluées à 25°C en utilisant des sphères protonadas sèches d′alginatos (PDAB) d′autour de 1 mm de diamètre. Le changement de Zn2+ augmente avec le pH de la solution, en atteignant une valeur d′autour de 90 mg de Zn par gramme de sphères (un poids sec) à un pH 4.5. Pour un concetración initial de Zn plus bas que 10 mg L−1, le changement à court d'argent a été complet. Le mécanisme de changement de Zn est été par un échange ionique entre des ions de zinc et protones provenants depuis les groupes fonctionnels des sphères, qui a un comportement cinétique du pseudo-deuxième ordre. Dans des conditions d′équilibre, les données expérimentales suivent un modèle d′adsorpcin de Langmuir. Le changement maximal à court d′argent a été de 145 et 165 mg g−1 aux valeurs de pH de 3.5 et 4.5, respectivement, où elles ont été plus hautes que les sorbentes utilisés pour le changement de Zn. Des analyses par EPMA-EDX ont montré que les groupes fonctionnels du PDAB ont été distribués de façon homogène durant la préparation des sphères, et que les ions de zinc ont été capables d′atteindre les groupes fonctionnels dans toute la structure des sphères sans une pente de concentration à travers des sphères.