Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/56562
Title: Kinetics of biosorption of heavy metals by Caulerpa lentillifera
Other Titles: จลนพลศาสตร์การดูดซับทางชีวภาพของโลหะหนักด้วยสาหร่ายช่อพริกไทย
Authors: Viriya Madacha
Advisors: Prasert Pavasant
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Engineering
Advisor's Email: prasert.p@chula.ac.th
Subjects: Heavy metals -- Absorption and adsorption
Caulerpa lentillifera
Adsorption (Biology)
โลหะหนัก -- การดูดกลืนและการดูดซับ
สาหร่ายช่อพริกไทย
การดูดซับ (ชีววิทยา)
Issue Date: 2006
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: The biosorption of heavy metals onto biomaterial derived from the marine alga, Caulerpa lentillifera, was investigated. The biosorption equilibrium was determined as a function of initial heavy metal concentration, sorbent dose, agitation rate and temperature on biosorption. The uptakes of Cu²⁺, Pb²⁺ and Cd²⁺ from aqueous solution increased with initial metal concentration and decreased with biosorbent dose. The optimal agitation rate was determined at 150 rpm for all heavy metal ions at 20 degree celsius. The biosorption of Cu²⁺, Cd²⁺ and Pb²⁺ on the biomass was correlated well (R² > 0.99) with the Langmuir isotherm as compared to Freundlich isotherm under the concentration range studied. According to Langmuir isotherm, the maximum sorption capacities were 0.19, 0.11 and 0.18 mmol g⁻¹ for Cu²⁺, Cd²⁺ and Pb²⁺ ions, respectively. The pseudo-first-order and pseudo-second-order kinetic models were applied to test the experimental data and the results were better described using the pseudo-second-order. Thermodynamic examination of the sorption (the Gibbs free energy, entropy and enthalpy) demonstrated that the biosorption process was spontaneous and endothermic under natural conditions. Ion exchange took part as a significant mechanism in the sorption of Cu²⁺ and Cd²⁺, but not for Pb²⁺. The level of ion exchange was lower with an increase in the initial metal concentration which indicated the limitation of the metals for the ion exchange process.
Other Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาการดูดซับทางชีวภาพของโลหะหนักบนตัวดูดซับทางชีวภาพจากสาหร่ายช่อพริกไทย จากการศึกษาพบว่าสภาวะสมดุลของการดูดซับขึ้นอยู่กับ ความเข้มข้นเริ่มต้นของสารละลายโลหะหนัก ปริมาณตัวดูดซับ อัตราเร็วรอบกวน และอุณหภูมิในการดูดซับ นอกจากนี้ยังพบว่า โดยความสามารถในการดูดซับต่อมวลตัวดูดซับของทองแดง ตะกั่ว และแคดเมียมในสารละลายเพิ่มขึ้นเมื่อความเข้มข้นเริ่มต้นของโลหะหนักเพิ่มขึ้น และจะลดลงเมื่อเพิ่มปริมาณของสาหร่าย ความเร็วรอบกวนที่เหมาะสมที่ใช้ในการดูดซับคือ 150 รอบต่อนาที ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส เมื่อนำแบบจำลองไอโซเทิร์นของแลงเมียร์มาทำนายการดูดซับทางชีวภาพพบว่ามีค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์มากกว่า 0.99 ซึ่งมีค่าสูงกว่าการทำนายด้วยแบบจำลองไอโซเทิร์มของฟรุนดิช จากการทำนายพบว่าความสามารถในการดูดซับของทองแดงตะกั่ว และแคดเมียมที่สูงที่สุดของสาหร่ายช่อพริกไทยคือ 0.19, 0.11 และ 0.18 มิลลิโมลต่อกรัม ตามลำดับและการทำนายจลนพลศาสตร์ของการดูดซับสามารถทำนายได้ด้วยสมการอัตราการเกิดปฏิกิริยาอันดับสองได้ดีกว่าสมการอัตราการเกิดปฏิกิริยาอันดับหนึ่ง จากการศึกษาด้านอุณหพลศาสตร์ของการดูดซับ (เกี่ยวกับพลังงงานเสรีของกิ๊บ, เอนโทรปี, เอนทัลปี) พบว่าการดูดซับสามารถเกิดขึ้นได้เองและปฏิกิริยาการดูดซับที่เกิดขึ้นเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อนสำหรับช่วงอุณหภูมิที่ทำการศึกษา และกลไกการแลกเปลี่ยนไอออนเป็นกลไกหลักในการดูดซับ ทองแดง แคดเมียม แต่ไม่ใช่กลไกหลักสำหรับการดูดซับตะกั่วและระดับการแลกเปลี่ยนไอออนจะมีค่าลดลงเมื่อเพิ่มความเข้มข้นเริ่มต้นของโลหะหนักซึ่งแสดงให้เห็นถึงความจำกัดของกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนโลหะหนัก
Description: Thesis (M.Eng.)--Chulalongkorn University, 2006
Degree Name: Master of Engineering
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Chemical Engineering
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/56562
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2006.1988
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2006.1988
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
viriya_ma_front.pdf1.51 MBAdobe PDFView/Open
viriya_ma_ch1.pdf566.22 kBAdobe PDFView/Open
viriya_ma_ch2.pdf4.69 MBAdobe PDFView/Open
viriya_ma_ch3.pdf523.38 kBAdobe PDFView/Open
viriya_ma_ch4.pdf3.04 MBAdobe PDFView/Open
viriya_ma_ch5.pdf392.7 kBAdobe PDFView/Open
viriya_ma_back.pdf2.83 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.