Prove batch di adsorbimento di piombo e uranio su carboni attivi commerciali ricavati da noci di cocco

In this work of degree thesis, an experimental investigation about adsorption of lead(II) and uranium(VI) onto activated carbons is presented as a separation technique to remove pollutants from aqueous solutions. The experimental activity has been carried out by executing batch experiments in the laboratory system. The adsorption tests have regarded commercial activated carbons obtained from coconut shell, named GCN816 G and GCN1240, different in particle size. Adsorption of lead(II) has been studied by measuring the metal uptake at different contact times, in order to examine the kinetics and determine the equilibrium time; experimental data have been interpreted by kinetic models. Then, the effect of pH on adsorption has been investigated: it was strongly influenced by this parameter, in that the removal efficiency appeared highly inhibited at very acidic pHs and near to 100% around pHs major than the value at which precipitation of lead hydroxide occurs; formation of precipitate has been observed on the carbon surface with scanning electron microscope (SEM). Then, the adsorption isotherm of lead(II) has been obtained; fitting the experimental data, it has been possible to interpret it by the Langmuir and Freundlich models, the parameters of which provided quantitative information about the adsorption properties towards the pollutant. At last, attention has been given to how the adsorption is influenced by the initial concentration of pollutant and by the activated carbon dosage. About adsorption of uranium(VI) onto activated carbons, kinetic and equilibrium studies have been done, in order to get the adsorption isotherm. The process resulted strongly influenced by the pH of the solution. The tested activated carbons provided an effective removal of lead and uranium by adsorption, showing good maximum adsorption capacities.

Nel presente lavoro di tesi, viene presentata un’indagine sperimentale inerente all’adsorbimento di piombo(II) e uranio(VI) su carboni attivi, quale tecnica di separazione di specie inquinanti da soluzioni acquose. L’attività sperimentale è stata condotta attraverso la realizzazione di prove batch in laboratorio. I test di adsorbimento hanno riguardato due carboni attivi commerciali attivati termicamente e derivati da gusci di noce di cocco, denominati GCN816 G e GCN1240, diversi per dimensione dei granuli. L’adsorbimento di piombo(II) è stato studiato misurando le capacità di adsorbimento per diversi tempi di contatto, al fine di esaminare la cinetica e di valutare il tempo di equilibrio; i dati sperimentali sono stati interpretati mediante modelli cinetici. Si è poi indagato l’effetto del pH sulle performance di adsorbimento: esse sono risultate fortemente influenzate da tale parametro, in quanto l’efficienza di separazione è apparsa alquanto inibita per pH molto acidi e prossima al 100% per pH superiori al valore in cui insorge precipitazione dell’idrossido di piombo; formazione di precipitato è stata osservata sulla superficie del carbone tramite microscopio elettronico a scansione (SEM). Successivamente è stata ricavata l’isoterma d’adsorbimento di piombo(II); il fit dei dati sperimentali ne ha consentito l’interpretazione tramite i modelli di Langmuir e Freundlich, i cui parametri hanno fornito informazioni quantitative sulle proprietà di adsorbimento nei confronti dell’inquinante in oggetto. Infine è stata posta attenzione a come l’adsorbimento sia influenzato dalla concentrazione iniziale di inquinante e dalla massa di carbone attivo disperso. Per quanto concerne l’adsorbimento di uranio(VI) su carboni attivi, sono stati svolti studi cinetici e studi all’equilibrio per ricavare l’isoterma di adsorbimento. Il processo è risultato fortemente influenzato dal pH della soluzione. I carboni attivi sottoposti a test si sono rivelati in grado di adsorbire piombo e uranio, mostrando, per talune associazioni carbone/contaminante, ottime capacità massime di adsorbimento.