Aktive edilmiş doğal adsorbanlar ile sulu çözeltilerden boyar maddelerin giderilmesi

Abstract

Bu çalışmada bölgemizde bol miktarda bulunan kuşburnu çekirdeği doğal adsorban olarak seçildi. Sülfürik asit , fosforik asit ve bu asitlerin hacimce eşit orandaki karışımı ile aktive edilen kuşburnu çekirdeklerinin boya gideriminde adsorban olarak kullanılabilirliği araştırıldı. Boyar madde olarak katyonik boya olan metilen mavisi seçildi. Aktive edilen ve işlem görmemiş kuşburnu çekirdekleri SEM, FTIR, BET, Boehm Titrasyonu, pHpzc ve Element Analizi yardımı ile karakterize edildi. Adsorpsiyon yöntemi olarak kesikli (batch) yöntemi kullanıldı. pH, başlangıç boya derişimi, adsorban miktarı, sıcaklık ve süre parametrelerinin MM adsorpsiyon miktarına etkileri araştırıldı. Adsorpsiyon izotermi Langmuir, Freundlich ve Dubinin- Raduschevich izoterm modelerine göre, adsorpsiyon kinetik verileri yalancı birinci derece, yalancı ikinci derece ve parçacık içi difüzyon kinetik modellerine göre hesaplandı. Termodinamik hesaplamalar yapıldı ve aktive edilen kuşburnu çekirdeklerinin tekrar kullanılabilirliği incelendi. Yapılan karakterizasyon çalışmalarından aktivasyonun adsorbanın yüzey özelliklerini değiştirdiği ve kullanılan aktivasyon ajanının yüzey özeklliklerinde oldukça etkili olduğu gözlenmiştir.Ayrıca aktivasyonun MM'si adsorpsiyonunda ciddi artışa neden olduğu belirlenmiştir. pH'ın adsorpsiyon miktarını çok fazla değiştirmediği sıcaklıklığın ise işlem görmemiş adsorbanın adsorpsiyonunu düşürürken aktive edilen adsorbanların adsorpsiyon miktarında artışa neden olduğu görülmüştür. Adsorpsiyon izoterminin Langmuir izotermine uyduğu ve adsorpsiyon kapasiteleri KÇ, SKÇ ve KKÇ için sırayla 39,53 mg/g; 181,82 mg/g ve 185,19 mg/g olarak hesaplanmıştır. Adsorpsiyon kinetiğinin yalancı ikinci derece kinetik modele uyduğu görülmüştür. Termodinamik çalışmalara göre KÇ'nin MM adsorpsiyonu egzotermik,SKÇ veKKÇ'nin MM adsorpsiyonu endotermik olarak gerçekleşti. Tekrar kullanılabilirlik çalışmalarında beş kez tekrarlanan adsorpsiyon yüzdesinin SKÇ için % 98 den %95 e, KKÇ için % 95 ten % 94 e düştüğü görülmüştür. Bu sonuçlar aktive edilen kuşburnu çekirdeklerinin en az 5 kez metilen mavisi adsorpsiyonu için tekrar kullanılabileceğini göstermiştir.

In this study, rosehip seeds, which are abundant in our region, were chosen as natural adsorbent. Usability of rosehip seeds activated with sulfuric acid, phosphoric acid and mix of both acids at the same volume proportion was researched. Methylene blue was choosed as cationic dye. Changes of surface properties of activated and unactivated rosehip seeds were examined by SEM, BET, FTIR, Boehm titration, pHpzc and elemental analysis. Batch adsorption method was applied. Adsorption capacity of methylene blue was evaluated in terms of time, pH, initial solution concentration, adsorbent amount and temperature. The adsorption mechanism was tried to explaine by using Langmuir, Freundlich and Dubinin- Raduschevich isotherm models and Psedeu first-order, Psedeu second-order, intraparticle diffusion kinetic models. Thermodynamic studies were done and reusability of activated adsorbents was investigated. According to the characterization results, activation changed the surface properties. Significant increases about adsorption capacity were observed as a result of activation. Adsorption capacities for RS, SRS and MRS were calculated as 39,53 mg/g-181,82 mg/g and 185,19 mg/g respectively. pH changes didn't change the adsorption capacities. While temperature increase decrease the adsorption capacity of RS, it undouptedly increase the adsorption capacity of SRS and MRS. Mechanism of MB adsorption onto rosehip seeds was fit to Langmuir isotherm and pseudo- second order kinetic model. At reusability studies, adsorption capacity percentages decrease from 98% to 95% and from 95% to 94% for SRS and MRS respectively. These results show that activated rosehip seeds can be used at least five times for methylene blue adsorption