Kinetic and isotherm studies for the biosorption of nickel ions by jute fabrics

Abstract

Raw jute fabric was chemically modified with 1 % NaOH for 30 min, 17.5 % NaOH for 5 min or with 0.7 % NaClO2 for 30 and 60 min to study the influence of changes in the chemical composition of the fabrics and quantity of carboxyl groups on the biosorption capacity of the fabrics for nickel ions. The effects of contact time and initial concentration of nickel ions on the biosorption capacity of the fabrics were also investigated. The obtained results revealed that the biosorption of nickel ions can be explained by the pseudo-second-order kinetic model, while the experimental isotherm data fit better with the Langmuir model. The calculated ratios between maximal biosorption capacity (6.30-12.06 mg g-1) of the jute fabrics and carboxyl group quantity indicated that approximately half of the carboxyl groups of the fabrics' would be involved in binding nickel ions during biosorption. Therefore, the quantity of carboxyl groups can be used to predict the maximal biosorption capacity of jute fabrics toward nickel ions. In the case of oxidized jute fabrics, the lignin removal, and consequently increased content of cellulose and hemicelluloses, also contributed to a higher biosorption capacity.

Сирова тканина од јуте је хемијски модификована 1 % NaOH у току 30 min, 17,5 % NaOH у току 5 min или 0,7 % NaClO2 у току 30 и 60 min у циљу испитивања утицаја про- мена хемијског састава и садржаја карбоксилних група на биосорпциони капацитет тка- нина према јонима никла. Такође, испитиван је и утицај времена контакта тканина са раствором NiSO4 и почетне концентрације раствора никла на биосорпциони капацитет тканина од јуте. Добијени резултати указују на то да се процес биосорпције никла може описати кинетичким моделом псеудо-другог реда, а равнотежне вредности добијене за сорпцију никла се боље слажу са Langmuir адсорпционом изотермом. Израчунати однос између максималних биосорпционих капацитета тканина од јуте (6,30–12,06 mg g-1) и садржаја карбоксилних група указују на то да ће приближно половина карбоксилних група учествовати у везивању јона никла током биосорпције. Према томе, садржај кар- боксилних група се може користити као индикатор максималног биосорпционог капа- цитета тканина од јуте према јонима никла. Код оксидисане тканине, уклањање лигнина које је праћено са повећањем садржаја целулозе и хемицелулоза је такође допринело већем биосорпционом капацитету.