The aim of this study is to investigate the use of hydrogels as adsorbent in the removal of methylene blue (MB), a cationic dyestuff commonly used in industry, by adsorption from waste water. Therefore, sodium alginate-modified polyacrylamide-sodium alginate (PAAm/SA) hydrogels with the different concentration of sodium alginate were synthesized by free radical solution polymerization under normal atmospheric conditions. The absorbents were characterized using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and scanning electron microscopy (SEM). The absorption and adsorption experiments were performed and the effects of several experimental parameters including pH and contact time upon the adsorption process were evaluated. As a result of swelling tests, PAAm/SA hydrogels swelled in the range of 12.72–25.52 gwater gdry gel−1 in water, while PAAm hydrogel swelled to 8.5 gwater gdry gel−1. Methylene blue adsorption, which showed a rapid increase with increasing pH in the range of pH 2.0–6.0, reached the highest value at pH 7.0. Adsorption equilibrium was investigated by using Langmuir, Freundlich, and Temkin isotherm models. Two kinetic models, (i) pseudo-first-order and (ii) pseudo-second-order kinetic models, were applied to test the experimental data. Pseudo-second-order kinetic model well fitted the kinetic results, suggesting chemisorption as the most probable adsorption mechanism. Adsorption of methylene blue with hydrogels was well fitted with the Freundlich isotherm model, indicating the multilayer adsorption process on heterogeneous surfaces. The prepared hydrogels can be potential candidates for use as absorbents to treat wastewater.

中文翻译：

---

聚丙烯酰胺/海藻酸钠水凝胶的吸收和吸附研究

本研究的目的是研究使用水凝胶作为吸附剂，通过从废水中吸附去除工业中常用的阳离子染料亚甲蓝 (MB)。因此，在常压条件下通过自由基溶液聚合合成了不同浓度海藻酸钠的海藻酸钠改性聚丙烯酰胺-海藻酸钠（PAAm/SA）水凝胶。使用傅里叶变换红外光谱 (FT-IR) 和扫描电子显微镜 (SEM) 对吸收剂进行表征。进行了吸收和吸附实验，并评估了包括 pH 值和接触时间在内的几个实验参数对吸附过程的影响。作为溶胀试验的结果，PAAm/SA 水凝胶在水中溶胀范围为 12.72–25.52 gwater gdry gel−1，而 PAAm 水凝胶膨胀到 8.5 gwater gdry gel−1。亚甲基蓝吸附在 pH 2.0-6.0 范围内随着 pH 值的增加而迅速增加，在 pH 7.0 时达到最高值。通过使用 Langmuir、Freundlich 和 Temkin 等温线模型研究吸附平衡。两个动力学模型，(i) 伪一级和 (ii) 伪二级动力学模型，用于测试实验数据。伪二级动力学模型很好地拟合了动力学结果，表明化学吸附是最可能的吸附机制。水凝胶对亚甲基蓝的吸附与 Freundlich 等温线模型非常吻合，表明在异质表面上的多层吸附过程。制备的水凝胶可能是用作处理废水的吸收剂的潜在候选者。5 克水干凝胶-1。亚甲基蓝吸附在 pH 2.0-6.0 范围内随着 pH 值的增加而迅速增加，在 pH 7.0 时达到最高值。通过使用 Langmuir、Freundlich 和 Temkin 等温线模型研究吸附平衡。两个动力学模型，(i) 伪一级和 (ii) 伪二级动力学模型，用于测试实验数据。伪二级动力学模型很好地拟合了动力学结果，表明化学吸附是最可能的吸附机制。水凝胶对亚甲基蓝的吸附与 Freundlich 等温线模型非常吻合，表明在异质表面上的多层吸附过程。制备的水凝胶可能是用作处理废水的吸收剂的潜在候选者。5 克水干凝胶-1。亚甲基蓝吸附在 pH 2.0-6.0 范围内随着 pH 值的增加而迅速增加，在 pH 7.0 时达到最高值。通过使用 Langmuir、Freundlich 和 Temkin 等温线模型研究吸附平衡。两个动力学模型，(i) 伪一级和 (ii) 伪二级动力学模型，用于测试实验数据。伪二级动力学模型很好地拟合了动力学结果，表明化学吸附是最可能的吸附机制。水凝胶对亚甲基蓝的吸附与 Freundlich 等温线模型非常吻合，表明在异质表面上的多层吸附过程。制备的水凝胶可能是用作处理废水的吸收剂的潜在候选者。在 pH 2.0-6.0 范围内随着 pH 的增加而迅速增加，在 pH 7.0 时达到最高值。通过使用 Langmuir、Freundlich 和 Temkin 等温线模型研究吸附平衡。两个动力学模型，(i) 伪一级和 (ii) 伪二级动力学模型，用于测试实验数据。伪二级动力学模型很好地拟合了动力学结果，表明化学吸附是最可能的吸附机制。水凝胶对亚甲基蓝的吸附与 Freundlich 等温线模型非常吻合，表明在异质表面上的多层吸附过程。制备的水凝胶可能是用作处理废水的吸收剂的潜在候选者。在 pH 2.0-6.0 范围内随着 pH 的增加而迅速增加，在 pH 7.0 时达到最高值。通过使用 Langmuir、Freundlich 和 Temkin 等温线模型研究吸附平衡。两个动力学模型，(i) 伪一级和 (ii) 伪二级动力学模型，用于测试实验数据。伪二级动力学模型很好地拟合了动力学结果，表明化学吸附是最可能的吸附机制。水凝胶对亚甲基蓝的吸附与 Freundlich 等温线模型非常吻合，表明在异质表面上的多层吸附过程。制备的水凝胶可能是用作处理废水的吸收剂的潜在候选者。通过使用 Langmuir、Freundlich 和 Temkin 等温线模型研究吸附平衡。两个动力学模型，(i) 伪一级和 (ii) 伪二级动力学模型，用于测试实验数据。伪二级动力学模型很好地拟合了动力学结果，表明化学吸附是最可能的吸附机制。水凝胶对亚甲基蓝的吸附与 Freundlich 等温线模型非常吻合，表明在异质表面上的多层吸附过程。制备的水凝胶可能是用作处理废水的吸收剂的潜在候选者。通过使用 Langmuir、Freundlich 和 Temkin 等温线模型研究吸附平衡。两个动力学模型，(i) 伪一级和 (ii) 伪二级动力学模型，用于测试实验数据。伪二级动力学模型很好地拟合了动力学结果，表明化学吸附是最可能的吸附机制。水凝胶对亚甲基蓝的吸附与 Freundlich 等温线模型非常吻合，表明在异质表面上的多层吸附过程。制备的水凝胶可能是用作处理废水的吸收剂的潜在候选者。伪二级动力学模型很好地拟合了动力学结果，表明化学吸附是最可能的吸附机制。水凝胶对亚甲基蓝的吸附与 Freundlich 等温线模型非常吻合，表明在异质表面上的多层吸附过程。制备的水凝胶可能是用作处理废水的吸收剂的潜在候选者。伪二级动力学模型很好地拟合了动力学结果，表明化学吸附是最可能的吸附机制。水凝胶对亚甲基蓝的吸附与 Freundlich 等温线模型非常吻合，表明在异质表面上的多层吸附过程。制备的水凝胶可能是用作处理废水的吸收剂的潜在候选者。