Red mud-fly ash-based geopolymers as an eco-friendly material for immobilization of toxic pollutants (Pb and Cu) from wastewater
No Thumbnail
Authors
Bošković, IvanaGoranović, Slađana
Vukčević, Mira
Kljajević, Ljiljana
Nenadović, Snežana
Ivanović, Marija
Gulicovski, Jelena
Article (Published version)
Metadata
Show full item recordAbstract
The use of waste materials as a precursor for synthesizing geopolymer materials is increasingly being utilized. This research aimed to examine the potential use of red mud-fly ash geopolymers to remove toxic pollutants such as copper and lead ions from wastewater. Samples of different ratios of red mud (RM) and fly ash (FA) were synthesized through alkaline activation. Based on compressive strength a geopolymer (RMFAGP1) with the highest value of 29.54 MPa, was chosen for further research. The physical-chemical characterization of RMFAGP1 in terms of mineral composition and structure was performed using XRD, DRIFT and SEM analysis. BET analysis was used to define porosity, as well as the specific surfaces necessary for efficient adsorption. The batch equilibration method was used to determine the PZC value, which serves as a guide for predicting the adsorption process. The best adsorption efficiency was achieved at pH =4 (88,5%) i.e. at pH=5 (99,4%) for Cu and Pb, respectively. The per...formed analyses indicate that waste materials, such as red mud and fly ash, can be used as raw materials for obtaining a geopolymer that can effectively immobilize Pb and Cu from wastewater, offering a low-cost and eco-friendly solution.
Употреба отпадних материјала као прекурсора за синтезу геополимерних материјала се све више користи. Ово истраживање је имало за циљ да испита потенцијалну употребу геополимера на бази црвеног муља и летећег пепела за уклањање токсичних загађивача као што су јони бакра и олова из отпадних вода. Алкалном активацијом синтетисани су. узорци различитих односа црвеног муља и летећег пепела. За даља истраживања изабран је геополимер (RMFAGP1) који има највећу вредност притисне чврстоће од 29,54 МPа. Физичкохемијска карактеризација RMFAGP1 извршена је коришћењем XRD, DRIFT i FESEM metoda. BET анализа је коришћена за дефинисање порозности, као и специфичне површине неопходне за ефикасну адсорпцију. За одређивање вредности pHtnn коришћен је метод уравнотежавања посебних проба, који је водич за предвиђање процеса адсорпције. Најбоља ефикасност адсорпције постигнута је при pH =4 (88,5%), односно при pH=5 (99,4%) за Cu и Pb, респективно. Урађене анализе указују да се отпад, попут црвеног муља и ле...тећег пепела, може користити као сировина за добијање геополимера који се може ефикасно користити као економски и еколошки прихватљив материјал за имобилизацију Cu и Pb из отпадних вода
Keywords:
Waste / Geopolymer / toxic pollutants / adsorption / environmentally friendly / отпад / геополимер / токсични загађивачи / адсорпција / еколошки прихватљивSource:
Science of Sintering, 2024, InPressFunding / projects:
- Ministry of Science, Technological Development and Innovation of the Republic of Serbia, institutional funding - 200017 (University of Belgrade, Institute of Nuclear Sciences 'Vinča', Belgrade-Vinča) (RS-MESTD-inst-2020-200017)
Collections
Institution/Community
VinčaTY - JOUR AU - Bošković, Ivana AU - Goranović, Slađana AU - Vukčević, Mira AU - Kljajević, Ljiljana AU - Nenadović, Snežana AU - Ivanović, Marija AU - Gulicovski, Jelena PY - 2024 UR - https://vinar.vin.bg.ac.rs/handle/123456789/13442 AB - The use of waste materials as a precursor for synthesizing geopolymer materials is increasingly being utilized. This research aimed to examine the potential use of red mud-fly ash geopolymers to remove toxic pollutants such as copper and lead ions from wastewater. Samples of different ratios of red mud (RM) and fly ash (FA) were synthesized through alkaline activation. Based on compressive strength a geopolymer (RMFAGP1) with the highest value of 29.54 MPa, was chosen for further research. The physical-chemical characterization of RMFAGP1 in terms of mineral composition and structure was performed using XRD, DRIFT and SEM analysis. BET analysis was used to define porosity, as well as the specific surfaces necessary for efficient adsorption. The batch equilibration method was used to determine the PZC value, which serves as a guide for predicting the adsorption process. The best adsorption efficiency was achieved at pH =4 (88,5%) i.e. at pH=5 (99,4%) for Cu and Pb, respectively. The performed analyses indicate that waste materials, such as red mud and fly ash, can be used as raw materials for obtaining a geopolymer that can effectively immobilize Pb and Cu from wastewater, offering a low-cost and eco-friendly solution. AB - Употреба отпадних материјала као прекурсора за синтезу геополимерних материјала се све више користи. Ово истраживање је имало за циљ да испита потенцијалну употребу геополимера на бази црвеног муља и летећег пепела за уклањање токсичних загађивача као што су јони бакра и олова из отпадних вода. Алкалном активацијом синтетисани су. узорци различитих односа црвеног муља и летећег пепела. За даља истраживања изабран је геополимер (RMFAGP1) који има највећу вредност притисне чврстоће од 29,54 МPа. Физичкохемијска карактеризација RMFAGP1 извршена је коришћењем XRD, DRIFT i FESEM metoda. BET анализа је коришћена за дефинисање порозности, као и специфичне површине неопходне за ефикасну адсорпцију. За одређивање вредности pHtnn коришћен је метод уравнотежавања посебних проба, који је водич за предвиђање процеса адсорпције. Најбоља ефикасност адсорпције постигнута је при pH =4 (88,5%), односно при pH=5 (99,4%) за Cu и Pb, респективно. Урађене анализе указују да се отпад, попут црвеног муља и летећег пепела, може користити као сировина за добијање геополимера који се може ефикасно користити као економски и еколошки прихватљив материјал за имобилизацију Cu и Pb из отпадних вода T2 - Science of Sintering T1 - Red mud-fly ash-based geopolymers as an eco-friendly material for immobilization of toxic pollutants (Pb and Cu) from wastewater IS - InPress DO - 10.2298/SOS240220024B ER -
@article{ author = "Bošković, Ivana and Goranović, Slađana and Vukčević, Mira and Kljajević, Ljiljana and Nenadović, Snežana and Ivanović, Marija and Gulicovski, Jelena", year = "2024", abstract = "The use of waste materials as a precursor for synthesizing geopolymer materials is increasingly being utilized. This research aimed to examine the potential use of red mud-fly ash geopolymers to remove toxic pollutants such as copper and lead ions from wastewater. Samples of different ratios of red mud (RM) and fly ash (FA) were synthesized through alkaline activation. Based on compressive strength a geopolymer (RMFAGP1) with the highest value of 29.54 MPa, was chosen for further research. The physical-chemical characterization of RMFAGP1 in terms of mineral composition and structure was performed using XRD, DRIFT and SEM analysis. BET analysis was used to define porosity, as well as the specific surfaces necessary for efficient adsorption. The batch equilibration method was used to determine the PZC value, which serves as a guide for predicting the adsorption process. The best adsorption efficiency was achieved at pH =4 (88,5%) i.e. at pH=5 (99,4%) for Cu and Pb, respectively. The performed analyses indicate that waste materials, such as red mud and fly ash, can be used as raw materials for obtaining a geopolymer that can effectively immobilize Pb and Cu from wastewater, offering a low-cost and eco-friendly solution., Употреба отпадних материјала као прекурсора за синтезу геополимерних материјала се све више користи. Ово истраживање је имало за циљ да испита потенцијалну употребу геополимера на бази црвеног муља и летећег пепела за уклањање токсичних загађивача као што су јони бакра и олова из отпадних вода. Алкалном активацијом синтетисани су. узорци различитих односа црвеног муља и летећег пепела. За даља истраживања изабран је геополимер (RMFAGP1) који има највећу вредност притисне чврстоће од 29,54 МPа. Физичкохемијска карактеризација RMFAGP1 извршена је коришћењем XRD, DRIFT i FESEM metoda. BET анализа је коришћена за дефинисање порозности, као и специфичне површине неопходне за ефикасну адсорпцију. За одређивање вредности pHtnn коришћен је метод уравнотежавања посебних проба, који је водич за предвиђање процеса адсорпције. Најбоља ефикасност адсорпције постигнута је при pH =4 (88,5%), односно при pH=5 (99,4%) за Cu и Pb, респективно. Урађене анализе указују да се отпад, попут црвеног муља и летећег пепела, може користити као сировина за добијање геополимера који се може ефикасно користити као економски и еколошки прихватљив материјал за имобилизацију Cu и Pb из отпадних вода", journal = "Science of Sintering", title = "Red mud-fly ash-based geopolymers as an eco-friendly material for immobilization of toxic pollutants (Pb and Cu) from wastewater", number = "InPress", doi = "10.2298/SOS240220024B" }
Bošković, I., Goranović, S., Vukčević, M., Kljajević, L., Nenadović, S., Ivanović, M.,& Gulicovski, J.. (2024). Red mud-fly ash-based geopolymers as an eco-friendly material for immobilization of toxic pollutants (Pb and Cu) from wastewater. in Science of Sintering(InPress). https://doi.org/10.2298/SOS240220024B
Bošković I, Goranović S, Vukčević M, Kljajević L, Nenadović S, Ivanović M, Gulicovski J. Red mud-fly ash-based geopolymers as an eco-friendly material for immobilization of toxic pollutants (Pb and Cu) from wastewater. in Science of Sintering. 2024;(InPress). doi:10.2298/SOS240220024B .
Bošković, Ivana, Goranović, Slađana, Vukčević, Mira, Kljajević, Ljiljana, Nenadović, Snežana, Ivanović, Marija, Gulicovski, Jelena, "Red mud-fly ash-based geopolymers as an eco-friendly material for immobilization of toxic pollutants (Pb and Cu) from wastewater" in Science of Sintering, no. InPress (2024), https://doi.org/10.2298/SOS240220024B . .