Adsorption of ciprofloxacin from water: A comprehensive review

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In this paper, the adsorption of Ciprofloxacin (CIP) from water in studies over the last decade wasreviewed. The purpose of this review is to analyse the vast body of literature on the subject, identify keyempiricalfindings on specific investigation domains, establish knowledge gaps and grey areas that couldserve as a foundation for other investigations by researchers and predict future perspectives in theresearch area. The highest reported adsorption capacity for CIP was 1564 mg/g for magnetic N-dopedporous carbon. The major mechanisms of CIP uptake are electrostatic interactions, p-p interactions, Hbonds,hydrophobic interactions and pore diffusion. CIP uptake was best-fit to either the Langmuir andFreundlich isotherm and the pseudo-second-order kinetic model. For most adsorbent types, reusabilityof up to 4 cycles could be achieved with good retention of uptake capacity. The review further showedthat CIP uptake in adsorption columns was majorly bestfitted to the Thomas and Yoon-Nelson models. Incompetitive adsorption scenarios, the presence of other pharmaceuticals usually decreases the uptake ofCIP. Looking to the future, studies on novel hybrid processes, adsorbent modification, compositeadsorbent development, neural network modelling, molecular simulations and used adsorbent disposaltechniques are likely to increase for CIP adsorption.

참고문헌 (Reference)

1 S.-H. Lee, 31 : 100828-, 2019

2 C. Aniagor, 6 (6): 2105-, 2018

3 M. Akkari, 156 : 104-, 2018

4 L. J. M. Githinji, 219 (219): 191-, 2010

5 C. G. Daughton, 14 (14): 5-, 2003

6 L. N. Nguyen, 211 : 600-, 2018

7 A. A. Abdullahi, 7 (7): 727-, 2020

8 M. Petrovi c, 22 (22): 685-, 2003

9 F. Almomani, 172 : 128-, 2018

10 S. Ahmadzadeh, 109 : 538-, 2017

11 E. -S. I. El-Shafey, 24 (24): 1579-, 2012

12 K. K. Onyechi, 6 (6): 1-, 2019

13 K. K. Onyechi, 10 (10): 67-, 2018

14 E. Y. Klein, 115 (115): E3463-, 2018

15 L. Palli, 222 (222): 717-, 2019

16 L. Patrolecco, 640 : 1438-, 2018

17 S. M. Praveena, 642 : 230-, 2018

18 F. D. Leusch, 139 : 10-, 2018

19 C.A. Aggelopoulos, 393 : 124768-, 2020

20 B. Nunes, 2017 (2017): 835-, 2018

21 Y. Pommier, 17 (17): 421-, 2010

22 C. Rodrigues-Silva, 37 (37): 868-, 2014

23 B. Halling-Sørensen, 46 (46): 53-, 2000

24 A. Hartmann, 36 (36): 115-, 1999

25 M. A. F. Locatelli, 60 (60): 385-, 2011

26 J. Fick, 28 (28): 2522-, 2009

27 C. Song, 144 : 252-, 2017

28 C. Yan, 175 : 22-29, 2013

29 Y. Yang, 596 : 303-, 2017

30 Y. Picó, 387 (387): 1287-, 2007

31 Y. Yan, 26 (26): 30348-, 2019

32 F. Polesel, 50 (50): 10316-, 2016

33 C. Sarangapani, 9 (9): 1-, 2019

34 F. Biancullo, 367 : 304-, 2019

35 N. F. Moreira, 94 : 10-, 2016

36 Y. Peng, 333 : 678-, 2018

37 A. Avcı, 1206 : 127711-, 2020

38 X. Xu, 292 : 111375-, 2019

39 Z. Movasaghi, 127 : 237-, 2019

40 S. Aydin, 670 : 539-, 2019

41 M. N. Alnajrani, 10 (10): 1-, 2020

42 N. Aarab, 100416-, 2020

43 J. Cao, 117237-, 2020

44 Y. Kong, 368 : 33-, 2019

45 E. M. Kalhori, 175 : 8-, 2017

46 A. Smart, 167 : 59-, 2019

47 F. Wagenlehner, 62 (62): 2018

48 A. Gupta, 193 : 1181-, 2018

49 I. Ebert, 30 (30): 2786-, 2011

50 M. Stuart, 416 : 1-, 2012

51 J. -Q. Xiong, 323 : 212-, 2017

52 X. Nie, 27 (27): 168-, 2008

53 M. González-Pleiter, 47 (47): 2050-, 2013

54 A. Magdaleno, 113 : 72-, 2015

55 R. Shen, 254 : 112861-, 2019

56 J. D. Maul, 25 (25): 1598-, 2006

57 C. H. Johansson, 156 : 248-, 2014

58 J. Näslund, 90 (90): 223-, 2008

59 E. Dogan, 291-, 2016

60 S. P. Sun, 45 (45): 4003-, 2011

61 P. Bhattacharya, 229 : 106-, 2019

62 D. A. Palacio, 351 : 85-, 2018

63 J. J. S. Alonso, 217 : 337-, 2018

64 A. Rahdar, 26 (26): 299-, 2019

65 S. Ahmadi, 10 (10): 1-, 2020

66 S. K. Mondal, 171 : 1203-, 2018

67 H. J. Taylor, 2012

68 W. Wang, 6 : 30331-, 2016

69 S. Bajpai, 48 (48): 108-, 2010

70 C. -J. Wang, 183 (183): 309-, 2010

71 A. Hom-Diaz, 180 : 33-, 2017

72 R. B. Carneiro, 678 : 419-, 2019

73 Y. Jia, 136 : 64-, 2018

74 A. Al-Ahmad, 37 (37): 158-, 1999

75 M.T. Do, 289 : 121683-, 2019

76 C. Shuang, 46 (46): 4417-, 2012

77 A. Reverberi, 6 : 75-, 2014

78 M. Lippi, 40 : 78-, 2018

79 S. Ahmadi, 10 (10): 249-, 2019

80 T. An, 94 (94): 288-, 2010

81 S. Matavos-Aramyan, 2 (2): 1-, 2017

82 O.N. Sani, 32 : 100894-, 2019

83 M. Sui, 227 : 227-, 2012

84 B. De Witte, 161 (161): 701-, 2009

85 A. Rhmani, 19 (19): 55-, 2015

86 A. M. Banach, 136 : 207-, 2018

87 A. Hassani, 35 : 251-, 2017

88 E. De Bel, 18 (18): 184-, 2011

89 S. -P. Sun, 26 (26): 753-, 2009

90 M. Salari, 206 : 157-, 2018

91 X. Mi, 358 : 299-, 2019

92 L. W. Matzek, 52 (52): 5875-, 2018

93 S. Rahdar, 106 : 330-, 2018

94 H. -G. Guo, 20 (20): 3202-, 2013

95 J. Belden, 66 (66): 1390-, 2007

96 J. Deng, 330 : 1390-, 2017

97 Y. Ji, 472 : 800-, 2014

98 M. Mahdi-Ahmed, 265 : 41-, 2014

99 H. Yang, 91 (91): 1576-, 2019

100 J. C. Durán-Álvarez, 266 : 175-, 2016

101 S. Ye, 250 : 78-, 2019

102 X. Zhang, 274 : 290-, 2015

103 C. A. Igwegbe, 15 (15): 99-, 2019

104 M. Sayed, 122 : 406-, 2018

105 A. S. Naje, 33 (33): 263-, 2017

106 M. Yoosefian, 225 : 544-, 2017

107 A.L. Tasca, 33 : 101074-, 2020

108 A. Prieto, 102 (102): 10987-, 2011

109 C. A. Igwegbe, 6 (6): 32-, 2019

110 L. Zhang, 342 : 705-, 2018

111 H. -J. Choi, 21 (21): 356-, 2019

112 C. J. Umembamalu, 31 : 155-, 2020

113 S. Ahmadi, 152 : 401-, 2019

114 D. Pathania, 10 : S1445-, 2017

115 S. Banerjee, 57 (57): 12302-, 2016

116 S. Ahmadi, 89 : 297-, 2017

117 N. Dhiman, 61 (61): 67-, 2019

118 N. Khoshnamvand, 7 (7): 79-, 2017

119 S. Rahdar, 141 : 386-, 2019

120 Q. Wu, 50 (50): 204-, 2010

121 W. Duan, 269 : 874-, 2018

122 Z. Li, 88 (88): 339-, 2011

123 X. Zhang, 33 (33): 2019-, 2012

124 Q. Yang, 123 : 109445-, 2020

125 Y. Sun, 45 (45): 681-, 2014

126 S. Carabineiro, 186 (186): 29-, 2012

127 J.O. Ighalo, 8 (8): 104264-, 2020

128 J. O. Ighalo, 7 (7): 50-, 2020

129 M. E. Elhussien, 5 (5): 89-, 2017

130 H. Zhang, 52 (52): 6476-, 2018

131 A.A. Najafpoor, 33 : 100212-, 2019

132 J. O. Ighalo, 10 (10): 197-, 2020

133 O. A. A. Eletta, 9 (9): 20-, 2020

134 Y. Tang, 388 : 122059-, 2020

135 S. F. Soares, 139 : 827-, 2019

136 M. Nazraz, 186 (186): 459-, 2019

137 J.O. Ighalo, 2 (2): 509-, 2020

138 V. B. Yadav, 232 : 803-, 2019

139 A. Kausar, 256 : 395-, 2018

140 M. Chauhan, 258 : 120686-, 2020

141 T. Shen, 375 : 121910-, 2019

142 F. Ding, 349 : 388-, 2018

143 S. Kumari, 586 : 124264-, 2020

144 C. Jiang, 23 (23): 1297-, 2016

145 Y. Yuan, 544 : 187-, 2018

146 Y. Wang, 533 : 32-, 2015

147 S. Sivaselvam, 104256-, 2020

148 C. Zheng, 296 : 122288-, 2020

149 C. Liang, 344 : 95-, 2018

150 B. Zhang, 238 : 316-, 2017

151 Y. Hu, 288 : 121511-, 2019

152 W.R. Sousa, 229 (229): 125-, 2018

153 L. Huang, 52 (52): 2678-, 2014

154 S. Li, 321 : 711-, 2017

155 N. Amirmahani, 1-, 2020

156 Y. Privar, 131 : 806-, 2019

157 M. E. R. Jalil, 114 : 69-, 2015

158 X. Peng, 460 : 349-, 2015

159 Y. Sun, 284 : 124-, 2019

160 Y. Zhuang, 507 : 250-, 2017

161 C. de Oliveira Carvalho, 26 (26): 4690-, 2019

162 M. -f. Li, 319 : 219-, 2017

163 X. Zhu, 36 (36): 3094-, 2015

164 J. Ma, 51 (51): 12283-, 2017

165 L. Li, 372 : 1091-, 2019

166 M. Wang, 139 : 36-, 2017

167 F. Wang, 222 : 188-, 2016

168 Y. Zhou, 292 : 121951-, 2019

169 X. Peng, 228 : 196-, 2016

170 S. Álvarez-Torrellas, 320 : 319-, 2017

171 A. Chandrasekaran, 109825-, 2020

172 X. Peng, 249 : 924-, 2018

173 D. Hu, 57 (57): 28436-, 2016

174 J. Li, 73 : 20-, 2018

175 X. Peng, 65 : 472-, 2016

176 J. Ma, 5 : 13578-, 2015

177 F. Yu, 237 : 124417-, 2019

178 A. Ashiq, 236 : 428-, 2019

179 M. Y. Nassar, 282 : 251-, 2019

180 Y. Zhuang, 2015 : 2015

181 Y. -X. Wang, 538 : 378-, 2018

182 F. Yu, 285 : 588-, 2016

183 F. K. Mostafapour, 1-, 2018

184 S.K. Ghadiri, 15 (15): e0231045-, 2020

185 A. Ashiq, 236 : 124384-, 2019

186 H. Rasoulzadeh, 133 : 712-, 2019

187 M. Z. Afzal, 543 : 76-, 2019

188 J. Pan, 584 : 124041-, 2020

189 N. Genç, 68 (68): 848-, 2013

190 D.F. Caicedo, 103875-, 2020

191 X. Zhang, 169 : 392-, 2019

192 M. J. Ahmed, 45 (45): 219-, 2014

193 B. Gulen, 1206 : 127659-, 2020

194 S. I. Eze, 1-, 2020

195 M.E. Roca Jalil, 10 (10): 1345-, 2017

196 O. M. Ezekoye, 1-, 2020

197 T. M. Berhane, 132 : 518-, 2016

198 M. K. M. Nodeh, 28 (28): 1226-, 2018

199 J. A. García-Alonsoa, 162 : 331-, 2019

200 T. Van Tran, 22 (22): 804-, 2019

201 P. Zhao, 200 : 612-, 2018

202 S. Rahdar, 141 : 386-, 2019

203 C. R. Gadipelly, 53 (53): 2826-, 2018

204 M. Malakootian, 78 (78): 2158-, 2018

205 T. Van Tran, 7 (7): 102881-, 2019

206 H. Mao, 49 : 179-, 2016

207 H. Fan, 708 : 134630-, 2020

208 Y. Fei, 484 : 196-, 2016

209 T.D. Pham, 12 (12): 57-, 2020

210 S. Indherjith, 54 (54): 667-, 2019

211 E. Cao, 171 : 223-, 2017

212 D. Balarak, 1-, 2016

213 W. -T. Jiang, 250 : 362-, 2013

214 M. Maheshwari, 51 (51): 7241-, 2013

215 Y. Hu, 12 (12): 905-, 2020

216 Ş. S. Bayazit, 24 (24): 25452-, 2017

217 J. Li, 1-, 2020

218 M. D. Olawale, 44 (44): 3961-, 2020

219 W. Ma, 32 (32): 775-, 2014

220 J. Shang, 13 (13): 2449-, 2016

221 D. Balarak, 1-, 2017

222 V. Arya, 232 : 273-, 2016

223 L. Wang, 36 (36): 1108-, 2017

224 M. Z. Afzal, 639 : 560-, 2018

225 N.T. Nguyen, 113150-, 2020

226 T.H. Dao, 12 (12): 1554-, 2020

227 R. Cheng, 8 (8): 387-, 2018

228 R. Li, 77 (77): 1127-, 2018

229 S. Wu, 17 (17): 957-, 2015

230 S. Das, 37 : 101497-, 2020

231 L. Wang, 302 : 122812-, 2020

232 X. Li, 9 : e14-e20, 2016

233 D. Yin, 8 (8): 350-, 2018

234 E. C. Ngeno, 72 : 136-, 2019

235 E. C. Ngeno, 10 : 185-, 2016

236 A. Avcı, 230 (230): 250-, 2019

237 D. Zide, 255 : 226-, 2018

238 X. Li, 447 : 120-, 2015

239 M. Bizi, 362 : 323-, 2020

240 Y. Sun, 217 : 239-, 2016

241 S. Carabineiro, 45 (45): 4583-, 2011

242 H. Li, 95 : 150-, 2014

243 M. Borkovec, 13 (13): 429-, 2008

244 T. Steiner, 41 (41): 48-, 2002

245 W. Weber, 89 : 31-, 1963

246 Y. Fu, 1-, 2019

247 D.G. Kim, 33 : 101019-, 2020

248 M. -f. Li, 521 : 150-, 2018

249 J. Ma, 242 : 125188-, 2020

250 Z. Yang, 26 (26): 14382-, 2019

251 Z. Yang, 14 (14): 1-, 2020

252 F. Yu, 374 : 195-, 2019

253 Z.-w. Zeng, 6 : 80-, 2018

254 S. S. Ray, 101-, 2020

255 T. Anirudhan, 490 : 343-, 2017

256 M. Antilen, 40 (40): 7132-, 2016

257 T. S. Khokhar, 54 (54): 1278-, 2019

258 F. Yu, 42 (42): 2216-, 2018

259 E.I. Unuabonah, 85-, 2019

260 M.A. Al-Ghouti, 393 : 122383-, 2020

261 I. Langmuir, 40 (40): 1361-, 1918

262 I. Langmuir, 38 : 2221-, 1916

263 H. Freundlich, 57 (57): 1100-, 1906

264 S. Guo, 260 : 121149-, 2020

265 A. A. O. Eletta, 148 : 90-, 2020

266 J.O. Ighalo, 35 : 101228-, 2020

267 L. Hevira, 8 (8): 104290-, 2020

268 A.G. Adeniyi, 7 (7): 103100-, 2019

269 J. Wang, 258 : 127279-, 2020

270 J. Wang, 546 : 143-, 2018

271 G. Divyapriya, 104299-, 2020

272 C. Urdiales, 385 : 121520-, 2020

273 Y. S. Ho, 29 : 189-, 2000

274 J. O. Ighalo, 1-, 2020

275 H. N. Tran, 120 : 88-, 2017

276 D. T. A. Al-Heetimi, 17 (17): 41-, 2014

277 H. Alidadi, 5 (5): 1-, 2017

278 N. Genç, 53 (53): 785-, 2015

279 P. Hongsawat, 52 (52): 4430-, 2014

280 H. Li, 243 : 206-, 2018

281 C.-C. Lin, 240 : 122049-, 2020

282 Y. Lu, 45 (45): 955-, 2014

283 D. Lu, 121644-, 2020

284 A. A. Mohammed, 13 (13): 4629-, 2020

285 D. M. Pavlovic, 24 (24): 10091-, 2017

286 M.E. Peñafiel, 240 (240): 1-, 2019

287 F. Reynaud, 7 (7): 7304-, 2011

288 N. Sharma, 10 : 98-, 2017

289 Y. Tan, 22 (22): 609-, 2015

290 A. A. Tunde, 145 : 62-, 2020

291 C. -J. Wang, 53 (53): 723-, 2011

292 Q. Wu, 27 (27): 516-, 2012

293 Y. Wu, 6 : 17-, 2018

294 M. Wu, 180 : 105175-, 2019

295 X. Xing, 2015

296 C. -L. Zhang, 163 (163): 53-, 2011

297 H. Zhang, 378 : 122103-, 2019

298 K. Zheng, 6 (6): 3625-, 2016

299 X. Zheng, 527 : 202-, 2018

300 Y. Zhuang, 39 (39): 3333-, 2015

301 J. Wang, 366 : 501-, 2019

302 A. A. O. Eletta, 43 (43): 26-, 2020

303 L.S. Rocha, 718 : 137272-, 2020

304 P. Llewellyn, 565-, 2014

305 I. Tosun, 9 (9): 970-, 2012

306 S. Rakshit, 246 : 221-, 2013

307 F. Reynaud, 30 : 494-, 2015

308 N.A. Elessawy, 239 : 124728-, 2020

309 G. J. Harmsen, 46 (46): 774-, 2007

310 T. M. Darweesh, 138 : 139-, 2017

311 N. Dhiman, 6 (6): 4391-, 2018

312 A. Gupta, 250 : 109474-, 2019

313 K. Nithya, 33 : 101069-, 2020

314 E. Malkoc, 135 : 328-, 2006

315 J. Jang, 218 : 294-, 2016

316 Z. Xu, 14 : 155-, 2013

317 J. A. González, 188 : 213-, 2018

318 J. O. Ighalo, 1-, 2020

319 J. O. Ighalo, 13 : 1-, 2020

320 A. Kurtoglu, 57 (57): 25653-, 2016

321 J. M. Arroyave, 145 : 34-, 2016

322 X. Gu, 269 : 113-, 2015

323 J. Ma, 380 : 122387-, 2020

324 Z. Pei, 44 (44): 915-, 2010

325 K. Luo, 231 : 495-, 2019

326 D. Cheng, 634 : 1148-, 2018

327 D. Veclani, 298 : 111977-, 2020

328 J. Huang, 124758-, 2020

329 L. Chen, 365 : 183-, 2019

330 L. Zhou, 53 (53): 10102-, 2019

331 F. Nekouei, 335 : 567-, 2018

332 J.O. Ighalo, 260 : 127569-, 2020

333 C. Sullivan, 408 (408): 1770-, 2010

334 S. Banerjee, "Synthesis of Hydrophobic Ceramic Ultrafiltration Membrane and Performance Evaluation for Removal of Ciprofloxacin in Water, Waste Water Recycling and Management" Springer 65-73, 2019

335 N. Ariffin, "Review on adsorption of heavy metal in wastewater by using geopolymer" 2017

336 J. T. Nwabanne, "Removal of copper, nickel, and chromium from simulated wastewater using electrocoagulation technique" 2018

337 H. Eccles, "Ion Exchange-Future Challenges/Opportunities in Environmental Clean-Up, Progress in Ion Exchange" Elsevier 245-259, 1997

338 Ebrahim Alipanahpour Dil, "Efficient adsorption of Azure B onto CNTs/Zn:ZnO@Ni2P-NCs from aqueous solution in the presence of ultrasound wave based on multivariate optimization" 한국공업화학회 74 : 55-62, 2019

339 Chinenye Adaobi Igwegbe, "Efficiency comparison of advanced oxidation processes for ciprofloxacin removal from aqueous solutions: Sonochemical, sononano-chemical and sononano-chemical/persulfate" 대한환경공학회 25 (25): 178-185, 2020

340 E. -S. I. El-Shafey, "Ciprofloxacin adsorption from aqueous solution onto chemically prepared carbon from date palm leaflets" 24 (24): 1579-1586, 2012

341 S. Barisci, "Applications of response surface methodology (RSM) for the optimization of ciprofloxacin removal by electrocoagulation" 2015