Removal of cobalt(II) from aqueous solution by local Saudi bentonite: Kinetic and equilibrium investigations

Abstract

Natural bentonite clay from Saudi Arabia was used to remove cobalt from aqueous solution. The clay samples were first characterized for their chemical composition and structure. Batch sorption studies were then conducted to assess their capacity to remove cobalt. The effect of contact time, initial analyte concentration, bentonite dose and temperature on the adsorption was investigated. The results showed that equilibrium was attained in 60 minutes. The metal adsorption was fitted to a Langmuir isotherm model and the maximum monolayer adsorption capacity was found to be 19.85 mg g −1 at 333 K. The pseudosecond-order kinetic model provided the best correlation to the experimental data. The application of an intra-particle diffusion model revealed that the adsorption mechanism of the cobalt ions is a rather complex process and that diffusion is involved in the overall rate of the adsorption process, but it is not the only rate-controlling step. The activation energy, E a , ranged between 4.33 and 9.14 kJ mol −1 , indicating a physical adsorption process.Keywords: bentonite; cobalt; kinetics; equilibrium ОТСТРАНУВАЊЕ НА КОБАЛТ(II) ОД ВОДНИ РАСТВОРИ СО ЛОКАЛЕН САУДИСКИ БЕНТОНИТ: КИНЕТИЧКИ И РАМНОТЕЖНИ ИСТРАЖУВАЊАПриродната бентонитна глина од Саудиска Арабија беше употребена за отстранување на кобалт од водни растврори. Глинените примероци прво беа карактеризирани преку хемиска анализа и структура. Потоа беа спроведени сорпциски истражувања со цел да се процени нивниот капацитет за отстранување на кобалт. За атсорпцијата беа испитувани ефектот на времето на дејството, почетната концентрација на аналитот, бентонитната доза и температурата. Резултатите покажаа дека рамнотежата се постигнува за 60 минути. Атсорпцијата на металот беше усогласена со изотермен модел на Langmuir и беше определено дека максималниот монослоен капацитет изнесува 19,85 mg g −1 на 333 K. Најдобра корелација беше постигната со кинетички модел од псевдо-втор ред. Примената на дифузиски модел на интра-честички откри дека атсорпцискиот механизам на јоните на кобалт е доста сложен процес и дека вклучува дифузија во севкупната брзина на атсорпцискиот процес, но не е чекорот што ја контролира брзината. Активациската енергија, E a , се движи од 4,33 до 9,14 kJ mol −1 што укажува на физички атсорпционен процес.

Facile Synthesis of Graphene Oxide/Titanate Nanotube Composites and Their Application for Cobalt(II) Removal

“…It is well-accepted that adsorption is the wide-used Co(II) ions removal method due to the advantages of low cost, high flexibility, and easy operation [14]. However, most traditional adsorbents, such as active carbon [15], diatomite [16], and clay [17], often suffer from the low adsorption ability towards Co(II) ions. us, developing novel Co(II) adsorbents with high performance is still a big challenge.…”