Removal of Estrone, 17β-Estradiol, and 17α-Ethinylestradiol from Water by Adsorption onto Chemically Modified Activated Carbon Cloths

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper explores the applicability of unmodified and chemically modified activated carbon cloths (ACCs) forthe removal of estrone, 17β-estradiol, and 17α-ethinylestradiol from water. In order to examine the influence of surfaceproperties on hormone adsorption, chemical modification of ACCs with HNO3, HCl, or KOH was employed. Appliedtreatments increased the specific surface area and changed the content of oxygen functional groups. Increased content ofacidic surface oxygen functionalities enhanced adsorption efficiency up to 30 % and had a more dominant influence onadsorption capacity than specific surface area. Adsorption of estrone, 17β-estradiol, and 17α-ethinylestradiol followedpseudo-second-order kinetic model, while the equilibrium adsorption data fitted well with the Freundlich isotherm model.
Calculated mean sorption energy values of 1.4475, 1.3387, and 1.0541 kJ/mol, for E1, E2, and EE2 respectively, indicatedthat removal of selected hormones was dominated by physisorption mechanism. Obtained Langmuir adsorption capacities,12.34, 12.66, and 11.11 mg/g for estrone, 17β-estradiol, and 17α-ethinylestradiol, respectively, as well as convenience ofmanipulation, recommend activated carbon cloth modified with HNO3 as an efficient adsorbent for removing estrogenhormones from the water.

참고문헌 (Reference)

1 M. Le Noir, 41 : 2825-, 2007

2 E. P. C. Lai, 116 : 1499-, 2010

3 H. Khania, 183 : 402-, 2010

4 T. A. Saleh, 211 : 93-, 2014

5 S. A. C. Carabineiro, 45 : 4583-, 2011

6 M. Vukčević, 78 : 1617-, 2013

7 B. Lalović, 24 : 20784-, 2017

8 H. Guedidi, 10 : S3584-, 2013

9 E. Ayranci, B136 : 542-, 2006

10 S. Masson, 234 : 24-, 2016

11 E. Ayranci, B124 : 125-, 2005

12 T. Vasiljević, 41 : 1061-, 2006

13 H. Fallou, 166 : 544-, 2016

14 H. K. Son, 301 : 27-, 2016

15 E. Ayranci, 60 : 1600-, 2005

16 H. Metivier-Pignon, 66 : 887-, 2007

17 B. M. Babić, 40 : 1109-, 2002

18 B. M. Babić, 37 : 477-, 1999

19 E. P. Barrett, 73 : 373-, 1951

20 T. A. Saleh, 362 : 337-, 2011

21 B. H. Hameed, 163 : 121-, 2009

22 M. Ghaedi, 268 : 28-, 2015

23 F. Kallel, 219 : 279-, 2016

24 V. K. Gupta, 36 : 2483-, 2002

25 A. M. El-Kamash, B127 : 211-, 2005

26 A. Mittal, 344 : 497-, 2010

27 M. Thommes, 87 : 1051-, 2015

28 S. Biniak, 35 : 1799-, 1997

29 T. A. Saleh, 371 : 101-, 2012

30 R. Saravanan, 181 : 133-, 2013

31 M. Devaraj, 221 : 930-, 2016

32 T. Goreacioc, 10 : 76-, 2015

33 V. Gomez-Serrano, 36 : 71-, 1996

34 M. Ahmaruzzaman, 50 : 13589-, 2011

35 A. Barroso-Bogeat, 28 : 4096-, 2014

36 R. Saravanan, 33 : 91-, 2013

37 V. K. Gupta, 20 : 1261-, 2013

38 V. K. Gupta, 417 : 420-, 2014

39 B. Pan, 42 : 9005-, 2008

40 A. K. Kumar, 276 : 66-, 2011

41 A. O. Ifelebuegu, 3 : 469-, 2012

42 M. Clara, 56 : 843-, 2004

43 K. M. Lewis, 34 : 485-, 1979

44 E. Diamanti-Kandarakis, 30 : 293-, 2009

45 O. M. L. Alharbi, 263 : 442-, 2018

46 C. P. Silva, 165 : 38-, 2012

47 T. A. Ternes, 225 : 81-, 1999

48 M. Adeel, 99 : 107-, 2017

49 G. R. Tetreault, 104 : 278-, 2011

50 E. Rose, 6 : 1160-, 2013

51 K. E. Arnold, 369 : 20130569-, 2014

52 S. C. Moore, 108 : djw103-, 2016

53 L. J. Nelles, 6 : 437-, 2012

54 H. Hamid, 46 : 5813-, 2012

55 G. -G. Ying, 28 : 545-, 2002

56 T. L. Dzieweczynski, 64 : 316-, 2013

57 M. Saaristo, 56 : 315-, 2009

58 L. D. Nghiem, 242 : 37-, 2004

59 A. T. Saleh, 89 : 245-, 2012

60 A. P. Fonseca, 215 : 441-, 2011

61 K. Sornalingam, 550 : 209-, 2016

62 B. A. Marinho, 12 : 678-, 2013

63 R. Saravanan, 178 : 88-, 2013

64 R. Saravanan, 33 : 4725-, 2013

65 R. Saravanan, 33 : 2235-, 2013

66 V. K. Gupta, 48 : 210-, 2014

67 R. Saravanan, 198 : 409-, 2014

68 R. Saravanan, 45 : 1910-, 2014

69 R. Saravanan, 5 : 34645-, 2015

70 M. Khan, 452 : 126-, 2015

71 V. K. Gupta, 31 : 1062-, 2011

72 S. Rajendran, 6 : 31641-, 2016

73 R. Saravanan, 221 : 1029-, 2016

74 R. Saravanan, 177 : 394-, 2013

75 J. S. Vader, 41 : 1239-, 2000

76 S. Álvarez-Torrellas, 296 : 277-, 2016

77 V. K. Gupta, 20 : 2828-, 2013

78 V. K. Gupta, 2 : 1-, 2016

79 J.-G. Yu, 482-483 : 241-, 2014

80 Y. Zhang, 39 : 3991-, 2005

81 M. Tagliavini, 337 : 126-, 2017

82 J. Han, 46 : 5715-, 2012

83 W. Sun, 258 : 185-, 2014

84 A. K. Kumar, 87 : 22-, 2012

85 F. Wang, 274 : 17-, 2015

86 S. Patel, 3 : 1562-, 2015

87 Z. Luo, 80 : 797-, 2017

88 L. -H. Jiang, 284 : 93-, 2016

89 J. S. Piccin, 28 : 295-, 2011

90 K. Fytianos, 40 : 3-, 2000

91 M. Vukčević, 15 : 687-, 2014

92 A. K. Kumar, 276 : 66-, 2011

93 C. E. Gökçe, 57 : 2503-, 2016

94 I. Ali, 241 : 123-, 2017

95 X. Dong, 352 : 371-, 2018

96 M. H. Zarghi, 33 : 281-, 2019

97 X. Tong, 254 : 112924-, 2019

98 Thanhmingliana, "Efficient removal of 17β-estradiol using hybrid clay materials: Batch and column studies" 대한환경공학회 21 (21): 203-210, 2016

99 Lateefa A. Al-Khateeb, "Adsorption behavior of estrogenic compounds on carbon nanotubes from aqueous solutions: Kinetic and thermodynamic studies" 한국공업화학회 20 (20): 916-924, 2014