x
Contents
5.6 The Effect of Flux on Adsorption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.7 Breakthrough Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.8 The Effect of Cations and Anions on Membrane Adsorption . . . . . 109
5.9 Desorption and Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
5.10 Reaction Mechanism of Chitosan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
5.11 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
6 Modelling of Packed Bed Column for the Adsorption of Cu(II)
Ions Using Chemically Enhanced Chitosan Beads . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.2 Theory of Evaluation of Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
6.2.1 Shrinking Core Model (SCM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
6.3 Application to Column Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
6.3.1 Absorption Column Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
6.3.2 pH Equilibrium Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
6.4 Materials and Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
6.4.1 Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
6.4.2 Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
6.5 Results and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
6.5.1 Classification Result . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
6.6 Equilibrium Parameters from pH Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
6.7 Breakthrough Curve at Different Bed Height . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
6.8 Comparison of Adsorption Capacity with Other Adsorbents . . . . . 129
6.9 Merit and Demerit of Different Models in Light of Shrinking
Core Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
6.10 Regeneration Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
6.10.1 Metal Ions Regeneration from Its Spent Adsorbent . . . . . . 131
6.10.2 Adsorbent Regeneration/Reuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
6.10.3 pH Profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
6.11 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
7 Use of Diethylenetriamine Grafted onto Glyoxal Cross-Linked
Chitosan Beads for Efficient Batch System Adsorption . . . . . . . . . . . . . 135
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
7.2 Evaluation of Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
7.2.1 pH Equilibrium Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
7.2.2 Kinetic Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
7.3 Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
7.3.1 Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
7.3.2 Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
7.3.3 Adsorbent Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
7.3.4 Characterization of the Beads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
7.4 Adsorption Equilibrium Investigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
7.5 Experimental Kinetics Investigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Contents
5.6 The Effect of Flux on Adsorption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.7 Breakthrough Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.8 The Effect of Cations and Anions on Membrane Adsorption . . . . . 109
5.9 Desorption and Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
5.10 Reaction Mechanism of Chitosan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
5.11 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
6 Modelling of Packed Bed Column for the Adsorption of Cu(II)
Ions Using Chemically Enhanced Chitosan Beads . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.2 Theory of Evaluation of Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
6.2.1 Shrinking Core Model (SCM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
6.3 Application to Column Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
6.3.1 Absorption Column Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
6.3.2 pH Equilibrium Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
6.4 Materials and Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
6.4.1 Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
6.4.2 Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
6.5 Results and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
6.5.1 Classification Result . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
6.6 Equilibrium Parameters from pH Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
6.7 Breakthrough Curve at Different Bed Height . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
6.8 Comparison of Adsorption Capacity with Other Adsorbents . . . . . 129
6.9 Merit and Demerit of Different Models in Light of Shrinking
Core Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
6.10 Regeneration Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
6.10.1 Metal Ions Regeneration from Its Spent Adsorbent . . . . . . 131
6.10.2 Adsorbent Regeneration/Reuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
6.10.3 pH Profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
6.11 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
7 Use of Diethylenetriamine Grafted onto Glyoxal Cross-Linked
Chitosan Beads for Efficient Batch System Adsorption . . . . . . . . . . . . . 135
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
7.2 Evaluation of Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
7.2.1 pH Equilibrium Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
7.2.2 Kinetic Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
7.3 Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
7.3.1 Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
7.3.2 Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
7.3.3 Adsorbent Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
7.3.4 Characterization of the Beads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
7.4 Adsorption Equilibrium Investigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
7.5 Experimental Kinetics Investigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142