Adsorption of phosphorous from aqueous solutions using magnetic nanoparticles supported on biochar /
Nada Ahmed Mohamed El-Saeed Abd El-Gawad,
Adsorption of phosphorous from aqueous solutions using magnetic nanoparticles supported on biochar / امتزاز الفوسفور من المحاليل المائية باستخدام الجسيمات النانوية المغناطيسية المدعمة بالفحم الحيوي by Nada Ahmed Mohamed El-Saeed Abd El-Gawad ; Supervisors Prof. Dr. Ehab Helmy Rozaik, Prof. Dr. Nagwan Gamal Mostafa. - 82 pages : illustrations ; 30 cm. + CD.
Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.
Bibliography: pages 66-82.
The aim of this thesis is to investigate the potential of manganese ferrite magnetic nanoparticles (MnFe2O4, MnFe2O4 supported on bagasse biochar, and MnFe2O4 supported on peanut peel biochar) for removing phosphorus from aqueous solutions. A number of batch experiments were conducted to obtain the effect of pH, dose, contact time, initial concentration, rotation speed, and temperature on removal efficiency. Adsorption kinetics, mechanism, and thermodynamics were studied as well. The adsorption efficiencies were found to be dependent on all parameters investigated through the experiments. The adsorption kinetics of phosphorus removal were studied by three different models; the experiments proved that phosphorus uptake using all adsorbents can be fitted by PSO model. The adsorption isotherms of phosphorus were studied by four different models. The experiments showed that phosphorus uptake is well fitted by Freundlich model in the case of MF, D-R model in the case of MFBCb, and Langmuir model in the case of MFBCp. As for thermodynamics analyses, the heat of adsorption of phosphorus for all adsorbents implied that the adsorption was endothermic in nature due to the positive values of enthalpy (ΔH°). The adsorbents were characterized using (SEM), (EDX), and (FTIR). Also, regeneration studies showed removal efficiencies of cycle #2 are 20%, تم دراسة إزالة الفوسفور من المحاليل المائية عن طريق الامتزاز باستخدام جزيئات فيريت المنجنيز النانوية المغناطيسية Manganese ferrite (MnFe2O4) nanoparticles (MF) بمفرده أومدعم على الفحم الحيوي المحضر من مصاصة قصب السكر أو قشر الفول السوداني MnFe2O4-biochar (MFBCb and MFBCp). حيث تم تحضير الجزيئات النانوية المغناطيسيةMF) ) معمليا وكذلك تحضير الفحم الحيوى من نوعين مختلفين من الخلفات الزراعية وهما مصاصة قصب السكروقشر الفول السودانى ثم تم تحميل الجزيئات النانوية المغناطيسية على الفحم الحيوي. تم إجراء عدد من التجارب المجمعة للحصول على تأثير الرقم الهيدروجيني والجرعة و زمن البقاء والتركيز الأولي للفوسفور وسرعة الدوران ودرجة الحرارة على كفاءة الإزالة. كما تم دراسة حركية الامتزاز وآلية الامتزاز والديناميكا الحرارية. وقد وجد أن كفاءة الامتزاز تعتمد على جميع العوامل التي تم فحصها من خلال التجارب. تمت دراسة حركية الامتزاز لإزالة الفوسفور بواسطة ثلاثة نماذج مختلفة؛ أثبتت التجارب أن امتزاز الفوسفور باستخدام جميع الممتزات يمكن تركيبه بواسطة نموذج .PSO تمت دراسة توازن حرارة الامتزاز للفوسفور بأربعة نماذج مختلفة. أظهرت التجارب أن امتزاز الفوسفور ملائم بشكل جيد لنموذج Freundlich في حالة MF، ونموذج D- R في حالة MFBCb، ونموذج Langmuir في حالة MFBCp .أما بالنسبة لتحليلات الديناميكا الحرارية، فإن حرارة امتزاز الفوسفور لجميع المواد الممتزة تشير إلى أن الامتزاز كان ماصًا للحرارة بطبيعته بسبب القيم الإيجابية للمحتوى الحراري . ΔH°تم دراسة الممتزات باستخدام SEMو EDXو FTIRأيضًا، أظهرت دراسات اعادة الاستخدام أن كفاءة الإزالة للدورة رقم 2 هي 20%، و50%، و60%.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Biochar
الفحم الحيوى
Phosphorus removal Magnetic nanomaterials Biochar Adsorption Equilibrium
662.62
Adsorption of phosphorous from aqueous solutions using magnetic nanoparticles supported on biochar / امتزاز الفوسفور من المحاليل المائية باستخدام الجسيمات النانوية المغناطيسية المدعمة بالفحم الحيوي by Nada Ahmed Mohamed El-Saeed Abd El-Gawad ; Supervisors Prof. Dr. Ehab Helmy Rozaik, Prof. Dr. Nagwan Gamal Mostafa. - 82 pages : illustrations ; 30 cm. + CD.
Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.
Bibliography: pages 66-82.
The aim of this thesis is to investigate the potential of manganese ferrite magnetic nanoparticles (MnFe2O4, MnFe2O4 supported on bagasse biochar, and MnFe2O4 supported on peanut peel biochar) for removing phosphorus from aqueous solutions. A number of batch experiments were conducted to obtain the effect of pH, dose, contact time, initial concentration, rotation speed, and temperature on removal efficiency. Adsorption kinetics, mechanism, and thermodynamics were studied as well. The adsorption efficiencies were found to be dependent on all parameters investigated through the experiments. The adsorption kinetics of phosphorus removal were studied by three different models; the experiments proved that phosphorus uptake using all adsorbents can be fitted by PSO model. The adsorption isotherms of phosphorus were studied by four different models. The experiments showed that phosphorus uptake is well fitted by Freundlich model in the case of MF, D-R model in the case of MFBCb, and Langmuir model in the case of MFBCp. As for thermodynamics analyses, the heat of adsorption of phosphorus for all adsorbents implied that the adsorption was endothermic in nature due to the positive values of enthalpy (ΔH°). The adsorbents were characterized using (SEM), (EDX), and (FTIR). Also, regeneration studies showed removal efficiencies of cycle #2 are 20%, تم دراسة إزالة الفوسفور من المحاليل المائية عن طريق الامتزاز باستخدام جزيئات فيريت المنجنيز النانوية المغناطيسية Manganese ferrite (MnFe2O4) nanoparticles (MF) بمفرده أومدعم على الفحم الحيوي المحضر من مصاصة قصب السكر أو قشر الفول السوداني MnFe2O4-biochar (MFBCb and MFBCp). حيث تم تحضير الجزيئات النانوية المغناطيسيةMF) ) معمليا وكذلك تحضير الفحم الحيوى من نوعين مختلفين من الخلفات الزراعية وهما مصاصة قصب السكروقشر الفول السودانى ثم تم تحميل الجزيئات النانوية المغناطيسية على الفحم الحيوي. تم إجراء عدد من التجارب المجمعة للحصول على تأثير الرقم الهيدروجيني والجرعة و زمن البقاء والتركيز الأولي للفوسفور وسرعة الدوران ودرجة الحرارة على كفاءة الإزالة. كما تم دراسة حركية الامتزاز وآلية الامتزاز والديناميكا الحرارية. وقد وجد أن كفاءة الامتزاز تعتمد على جميع العوامل التي تم فحصها من خلال التجارب. تمت دراسة حركية الامتزاز لإزالة الفوسفور بواسطة ثلاثة نماذج مختلفة؛ أثبتت التجارب أن امتزاز الفوسفور باستخدام جميع الممتزات يمكن تركيبه بواسطة نموذج .PSO تمت دراسة توازن حرارة الامتزاز للفوسفور بأربعة نماذج مختلفة. أظهرت التجارب أن امتزاز الفوسفور ملائم بشكل جيد لنموذج Freundlich في حالة MF، ونموذج D- R في حالة MFBCb، ونموذج Langmuir في حالة MFBCp .أما بالنسبة لتحليلات الديناميكا الحرارية، فإن حرارة امتزاز الفوسفور لجميع المواد الممتزة تشير إلى أن الامتزاز كان ماصًا للحرارة بطبيعته بسبب القيم الإيجابية للمحتوى الحراري . ΔH°تم دراسة الممتزات باستخدام SEMو EDXو FTIRأيضًا، أظهرت دراسات اعادة الاستخدام أن كفاءة الإزالة للدورة رقم 2 هي 20%، و50%، و60%.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Biochar
الفحم الحيوى
Phosphorus removal Magnetic nanomaterials Biochar Adsorption Equilibrium
662.62