Abstract In the study, the layered double hydroxide (LDH) of NiZnFe and its composites with date-palm biochar (LDH-DPb) and carbon nanotubes (LDH-cnt) were synthesized for adsorbing reactive black 5 (RB5) dye from aqueous solutions. In the first 5 min, rapid adsorption was followed by a gradual increase in both dye uptake and removal efficiency of up to 60 min of starting time. In the investigated pH range (3.0–8.0), the removal efficiency linearly decreased while the sorption capacity linearly increased for all three adsorbents as their doses increased to 0.3 or 0.4 g following a decreasing trend up to 0.6 g. By increasing the initial RB5 concentration from 10 to 100 mg L−1, the removal efficiency linearly decreased. A nearly perfect fitting of the pseudo-second-order kinetic model to the adsorption data was observed; however, the Elovich kinetic model showed the heterogeneous surface of adsorbents with chemisorption. At the solid–liquid interface, from a thermodynamics point of view, we obtained the nonspontaneous nature of the adsorption of RB5 dye of the studied adsorbents with an increased disorder, which supported the endothermic nature onto the studied adsorption process. Furthermore, a nearly perfect fitting of the Langmuir model was obtained to the adsorption data, thereby suggesting the monolayer adsorption of RB5 dye onto the studied adsorbents. In the Dubinin–Radushkevich model, a good agreement of the calculated adsorption capacities to the experimental values were observed and the chemical adsorption of RB5 dye on to the studied adsorbents was proposed based on E (8 – 16 kJ mol−1).

中文翻译：

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NiZnFe 的 LDH 及其与碳纳米管和数据棕榈生物炭的复合材料对水溶液中 RB5 染料的高效吸附能力：等温线、动力学和热力学研究

摘要 本研究合成了 NiZnFe 层状双氢氧化物 (LDH) 及其与椰枣棕榈生物炭 (LDH-DPb) 和碳纳米管 (LDH-cnt) 的复合材料，用于从水溶液中吸附活性黑 5 (RB5) 染料。在最初的 5 分钟内，快速吸附之后染料吸收和去除效率逐渐增加，开始时间长达 60 分钟。在所研究的 pH 值范围 (3.0–8.0) 内，三种吸附剂的去除效率线性降低，而吸附容量随着其剂量增加至 0.3 或 0.4 g 后呈线性增加，然后下降至 0.6 g。通过将初始 RB5 浓度从 10 mg L-1 增加到 100 mg L-1，去除效率线性下降。观察到准二级动力学模型与吸附数据几乎完美拟合；然而，Elovich 动力学模型显示了具有化学吸附作用的吸附剂的异质表面。在固-液界面，从热力学的角度来看，我们获得了所研究吸附剂吸附 RB5 染料的非自发性质，其无序度增加，这支持了所研究吸附过程的吸热性质。此外，Langmuir 模型几乎完美地拟合了吸附数据，从而表明 RB5 染料单层吸附到所研究的吸附剂上。在 Dubinin-Radushkevich 模型中，观察到计算的吸附容量与实验值具有良好的一致性，并且基于 E (8 – 16 kJ mol-1) 提出了 RB5 染料对所研究吸附剂的化学吸附。在固-液界面，从热力学的角度来看，我们获得了所研究吸附剂吸附 RB5 染料的非自发性质，其无序度增加，这支持了所研究吸附过程的吸热性质。此外，Langmuir 模型几乎完美地拟合了吸附数据，从而表明 RB5 染料单层吸附到所研究的吸附剂上。在 Dubinin-Radushkevich 模型中，观察到计算的吸附容量与实验值具有良好的一致性，并且基于 E (8 – 16 kJ mol-1) 提出了 RB5 染料对所研究吸附剂的化学吸附。在固-液界面，从热力学的角度来看，我们获得了所研究吸附剂吸附 RB5 染料的非自发性质，其无序度增加，这支持了所研究吸附过程的吸热性质。此外，Langmuir 模型几乎完美地拟合了吸附数据，从而表明 RB5 染料单层吸附到所研究的吸附剂上。在 Dubinin-Radushkevich 模型中，观察到计算的吸附容量与实验值具有良好的一致性，并且基于 E (8 – 16 kJ mol-1) 提出了 RB5 染料对所研究吸附剂的化学吸附。我们获得了所研究吸附剂的 RB5 染料吸附的非自发性质，其无序增加，这支持了所研究吸附过程的吸热性质。此外，Langmuir 模型几乎完美地拟合了吸附数据，从而表明 RB5 染料单层吸附到所研究的吸附剂上。在 Dubinin-Radushkevich 模型中，观察到计算的吸附容量与实验值具有良好的一致性，并且基于 E (8 – 16 kJ mol-1) 提出了 RB5 染料对所研究吸附剂的化学吸附。我们获得了所研究吸附剂的 RB5 染料吸附的非自发性质，其无序增加，这支持了所研究吸附过程的吸热性质。此外，Langmuir 模型几乎完美地拟合了吸附数据，从而表明 RB5 染料单层吸附到所研究的吸附剂上。在 Dubinin-Radushkevich 模型中，观察到计算的吸附容量与实验值具有良好的一致性，并且基于 E (8 – 16 kJ mol-1) 提出了 RB5 染料对所研究吸附剂的化学吸附。从而表明 RB5 染料单层吸附到所研究的吸附剂上。在 Dubinin-Radushkevich 模型中，观察到计算的吸附容量与实验值具有良好的一致性，并且基于 E (8 – 16 kJ mol-1) 提出了 RB5 染料对所研究吸附剂的化学吸附。从而表明 RB5 染料单层吸附到所研究的吸附剂上。在 Dubinin-Radushkevich 模型中，观察到计算的吸附容量与实验值非常吻合，并且基于 E (8 – 16 kJ mol-1) 提出了 RB5 染料对所研究吸附剂的化学吸附。