Removal of Fluoride from Drinking Water Using Protonated Glycerol Diglycidyl Ether Cross-Linked Chitosan Beads

Abstract

Одержано фізично та хімічно модифікований хітозан та протоновані хітозанові кульки зшиті дигліцидиловим етером (GDCLCB/H+). Характеристику продуктів отримано за допомогою Фур‘є-спектроскопії та скануючої електронної мікроскопії. Встановлено, що оптимальна дефлуоруюча здатність GDCLCB/H+ спостерігається за початкової концентрації йонів флуору 15 мг/л, дозі адсорбенту 0,6 г, часі 30 хв і рН розчину в межах 5-7 за температури 303 ± 2 К. Показано, що результати рівноважної адсорбції добре узгоджуються з моделями ізотерми Ленгмюра та Фрейндліха. З ізотерми Ленгмюра для F- адсорбції визначено максимальну адсорбційну здатність, 2000 мг/кг, що є значно вищою величиною, ніж для немодифікованого хітозану (192,3 мг/кг) та більшості сорбентів на основі хітозану, відомих з літератури. На прикладі зразків води, відібраних в одній з провінцій Шрі-Ланка, показано, що GDCLCB/H+ можна використовувати як ефективний засіб для дефлуорування.In this study, physically and chemically modified chitosan; protonated glycerol diglycidyl ether cross-linked chitosan beads (GDCLCB/H+) were prepared and characterized using FTIR and SEM. The optimum defluoridation capacity (DC) of GDCLCB/H+ was observed at the initial F - ion concentration of 15 mg/l, adsorbent dosage of 0.6 g, contact time of 30 min and pH of the solution was in the range of 5–7 at 303 ± 2 K. The equilibrium adsorption data fitted well with Langmuir and Freundlich isotherm models. The maximum adsorption capacity (q 0), obtained from Langmuir isotherm for Fadsorption was found to be 2000 mg/kg, which was significantly higher than that of unmodified chitosan (192.3 mg/kg) and most of the chitosan-based sorbents reported in the literature. Water samples collected from Medawachchiya, Sri Lanka, were treated with the adsorbents and the results suggested that GDCLCB/H+could be used as an effective defluoridation agent.