Aljinat esaslı mikrokürelerin hazırlanması, karakterizasyonu ve sulardan ağır metallerin uzaklaştırılmasında kullanımı

Abstract

Sunulan çalışmanın amacı aljinat/perlit ve manyetik aljinat/perlit komposit mikrokürelerin hazırlanması, karakterizasyonu ve üretilen mikrokürelerin sulu çözeltilerden ağır metal iyonlarının (kurşun, nikel ve krom) uzaklaştırılmasında kullanılabilirliğinin araştırılmasıdır. Mikrokürelerin ağır metal adsorpsiyon kapasitesine, perlit konsantrasyonun, başlangıç metal iyon derişiminin, çözeltinin pH'nın ve karıştırma süresinin etkileri kesikli sistemde araştırılmıştır. Demir oksit partikülleri basit çöktürme yöntemiyle sentezlenmiştir. Mikrokürelerin sentezinde iyonik jelasyon yöntemi kullanılmıştır. Optik mikroskop ıslak ve kurutulmuş mikrokürelerin çaplarının sırasıyla 2.4-2.8 mm ve 1.7-1.9 mm arasında olduğunu göstermiştir. Perlit ve demiroksit eklenmesi ile mikrokürelerin şişme oranları azalmıştır. SEM ve SEM-EDX analizi perlitin plaka şeklinde olduğunu ve ağırlıklı olarak silisten oluştuğunu göstermiştir. SEM-EDX aljinat/perlit mikrokürelerin C, O, Na, Al, Si ve K içerdiğini ortaya koymuştur. Manyetik aljinat/perlit mikrokürelerin bu elementlerin yanısıra Cl ve Fe'de içerdiğini göstermiştir. TGA analizi perlit ilavesi ile mikrokürelerin termal dayanıklılıklarının arttığını belirtmiştir. Pb (II) ve Ni (II) giderimi için mikrokürelerin optimum pH değeri 6 ila 7 arasında değişmektedir. Mikrokürelerin Cr (VI) iyonlarını adsorplamadığı bulunmuştur.Perlit/aljinat oranı=2 olduğunda mikrokürelerin adsorpsiyon kapasitesi maksimuma ulaşmış fakat bu orandan fazla perlit ilavesi mikrokürelerin adsorpsiyon kapasitesinde azalmaya neden olmuştur.

The goal of present study is preparation, characterization of alginate/perlite and magnetic alginate/perlite composite microspheres and to investigate the usability of produced microspheres for the removal of heavy metal ions (lead, nickel and chromium) from aqueous solution. The effect of perlite concentration, initial metal ion level, the pH of the solution and mixing time on the heavy metal adsorption capacity of microspheres were investigated in batch system. Iron oxide particles were prepared by simple precipitation method. Ionic gelation method was utilized to synthesize of microspheres.Optical microscopy analysis indicated that diameter of wet and dried microspheres was found between 2.4-2.8 mm and 1.7-1.9 mm, respectively. Swelling studies showed that incorporation of iron oxide and perlite decreased the swelling degree of the microspheres. SEM and SEM-EDX analysis indicated that perlite appeared like thin plates and mainly composed of silica. SEM-EDX showed that alginate/perlite microspheres composed of C, O, Na, Al, Si, and K. In addition to these elements magnetic perlite/alginate microspheres contain Cl and Fe. TGA analysis indicated that incorporation of perlite improved the thermal properties of microspheres. Optimum pH value for Pb (II) and Ni (II) removal by microspheres vary between 6 and 7. Cr (VI) was not removed by microspheres. Adsorption capacity of microspheres reached the maximum value when the perlite/alginate ratio=2 but then adding more than this value significantly decreased the adsorption capacity of microspheres.