Chapter 10
Removal of Heavy Metal Ions Using
Magnetic Materials
Soh-Fong Lim, Agnes Yung-Weng Lee, S. N. David Chua,
and Bee-Huah Lim
Contents
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
2 Magnetic Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
3 Aspect of Magnetism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
3.1 Diamagnetism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
3.2 Paramagnetism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
3.3 Ferromagnetism . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 399
3.4 Antiferromagnetism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
3.5 Ferrimagnetism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
4 Synthesis of Magnetic Particles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
4.1 In Situ Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
4.2 Ex Situ Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
5 Magnetic Separation for Water Purification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
6 Recovery of Magnetic Particles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
7 Environmental Application of Magnetic Particles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
Abstract Heavy metal ions contaminate water environment through point sources
and nonpoint sources. Heavy metal ions are categorized as inorganic contaminants
by both the WHO and the USEPA. The heavy metal ions are increasingly being
introduced into the environment as pollutants and contaminants resulting from
human activities.
Magnetic particles for water treatment applications have received considerable
attention from researchers due to high separation efficiency. The magnetic particles
behave similar to or even better than various commercial adsorbents. The magnetic
S.-F. Lim (*) · A. Y.-W. Lee · S. N. D. Chua
Faculty of Engineering, Universiti Malaysia Sarawak, Sarawak, Malaysia
e-mail: sflim@unimas.my; 15020101@siswa.unimas.my; csndavid@unimas.my
B.-H. Lim
Fuel Cell Institute, Universiti Kebangsaan Malaysia, Bangl, Selangor Darul Ehsan, Malaysia
e-mail: beehuah@ukm.edu.my
© Springer Nature Switzerland AG 2021
L. K. Wang, M. -H. S. Wang, Y. -T. Hung, N. K. Shammas (eds.), Integrated Natural
Resources Management, Handbook of Environmental Engineering 20,
https://doi.org/10.1007/978-3-030-55172-8_10
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Removal of Heavy Metal Ions Using
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Soh-Fong Lim, Agnes Yung-Weng Lee, S. N. David Chua,
and Bee-Huah Lim
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2 Magnetic Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
3 Aspect of Magnetism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
3.1 Diamagnetism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
3.2 Paramagnetism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
3.3 Ferromagnetism . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 399
3.4 Antiferromagnetism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
3.5 Ferrimagnetism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
4 Synthesis of Magnetic Particles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
4.1 In Situ Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
4.2 Ex Situ Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
5 Magnetic Separation for Water Purification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
6 Recovery of Magnetic Particles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
7 Environmental Application of Magnetic Particles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
Abstract Heavy metal ions contaminate water environment through point sources
and nonpoint sources. Heavy metal ions are categorized as inorganic contaminants
by both the WHO and the USEPA. The heavy metal ions are increasingly being
introduced into the environment as pollutants and contaminants resulting from
human activities.
Magnetic particles for water treatment applications have received considerable
attention from researchers due to high separation efficiency. The magnetic particles
behave similar to or even better than various commercial adsorbents. The magnetic
S.-F. Lim (*) · A. Y.-W. Lee · S. N. D. Chua
Faculty of Engineering, Universiti Malaysia Sarawak, Sarawak, Malaysia
e-mail: sflim@unimas.my; 15020101@siswa.unimas.my; csndavid@unimas.my
B.-H. Lim
Fuel Cell Institute, Universiti Kebangsaan Malaysia, Bangl, Selangor Darul Ehsan, Malaysia
e-mail: beehuah@ukm.edu.my
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L. K. Wang, M. -H. S. Wang, Y. -T. Hung, N. K. Shammas (eds.), Integrated Natural
Resources Management, Handbook of Environmental Engineering 20,
https://doi.org/10.1007/978-3-030-55172-8_10
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