Evaluation of activated carbon from Cordia myxa used as an adsorbent for pharmaceutical removal from wastewater

Abstract

In the presented study, Amoxicillin (AMX) and Acetaminophen (ACT) removal from aqueous solution with activated carbon produced from Cordia myxa (C.myxa) using sodium hydroxide (NaOH) pellets with water (AC-1) and without water (AC-2) was evaluated by comparing it with commercial activated carbon (CAC). The effects of various parameters such as contact time, adsorbent dosage, pH, and others, were studied. The results showed that AC-2, AC-1 , and CAC have a high adsorption capacity for ACT but a lower adsorption capacity for AMX. The maximum sorption capacity for AMX was 59.965 mg/g with CAC and 98.100 mg/g with AC-1 for ACT, at contact times of 180 and 60 minutes and pH 7±0.15. The results of the kinetic studies showed that the pseudo-second order kinetic model was the best kinetic model. The results of the isotherm studies revealed that the Langmuir model is the best isotherm model for the adsorption of AMX and ACT on AC-2 and AC-1, whereas the Freundlich model is the best isotherm model for the adsorption of AMX on the CAC. In general, the adsorption of ACT on AC-2 and AC-1 was exothermic, physical and regular. On the other hand, adsorption of AMX on AC-2 and AC-1 was endothermic and resulted in increased randomness. The results showed that activated carbon produced from Cordi myxa, an agricultural fruit waste, can be effectively used as an alternative adsorbent for the removal of ACT and AMX from the aqueous solution.

Sunulan çalışmada, Cordia myxa'dan (C.myxa) sodyum hidroksit (NaOH) peletleri kullanılarak sulu (AC-1) susuz (AC-2) olarak üretilen aktif karbon ile sulu çözeltiden Amoksisilin (AMX) ve Asetaminofen'in (ACT) uzaklaştırılması ticari aktif karbon (CAC) ile karşılaştırak değerlendirilmiştir. Temas süresi, adsorban dozajı, pH, ve diğerleri incelendi. Sonuçlar AC-2, AC-1 ve CAC'nin ACT için yüksek adsorpsiyon kapasitesine sahip olduğunu, ancak AMX için daha düşük bir adsorpsiyon kapasitesine sahip olduğunu göstermiştir. Maksimum sorpsiyon kapasitesi AMX için CAC ile 59,965 mg/g olarak ve ACT için AC-1 ile 98,100 mg/g olarak, 180 ve 60 dakikalık temas sürelerinde ve pH 7±0,15'da elde edilmiştir. Kinetik çalışmalarının sonuçları, sözde ikinci derece modelin en iyi kinetik model olduğunu göstermiştir. İzoterm çalışmalarının sonuçları Langmuir modelinin AC-2 ve AC-1 üzerine AMX ve ACT adsorpsiyonu için Freundlich modelinin ise CAC üzerine AMX assorpsiyonu için en iyi izoterm modeli olduğunu ortaya koymuştur. Genel olarak, AC-2 ve AC-1 üzerine ACT adsorpsiyonu ekzotermik, fiziksel ve düzenli olmuştur. Diğer taraftan, AC-2 ve AC-1 üzerine AMX adsorpsiyonu endotermiktir ve artan rastlantısallık ile sonuçlanmıştır. Sonuçlar, tarımsal meyve atığı olan Cordi myxa'dan üretilen aktif karbonun, sulu çözeltiden ACT ve AMX'in uzaklaştırılması için alternatif bir adsorban olarak etkin bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir.