Boyar madde ile modifiye edilmiş selülozik adsorplayıcılarla sulu çözeltiden metal uzaklaştırılması

Abstract

Bu çalısmada, çok ucuz dogal adsorplayıcıların kullanımı, sulu çözeltiden metaluzaklastırmada mevcut pahalı yöntemlere alternatif olarak incelendi. Bu amaç için, hamfındık (HF), modifiye fındık (MF), ham bugday (HB) ve modifiye bugday (MB) kabuklarıgibi farklı dogal adsorplayıcılar kullanıldı. Sulu çözeltiden bu adsorplayıcılarla Cu (II)iyonlarının uzaklastırılması temas süresi, sıcaklık ve pH gibi parametrelerle incelendi.Adsorpsiyon süreci 60 dakikada dengeye vardı. Cu(II)'nın uzaklastırma derecesi temas süresi,sıcaklık ve pH nın artmasıyla arttı ve yine adsorplayıcıların reactive orange 122modifikasyonuyla da arttı. Cu(II) adsorpsiyonu için optimum pH degeri 4-5 arasındabelirlendi. Denel verilerin Langmuir ve Freundlich modellerinde analiz edilmesi sonucuLangmuir modeli Freundlich modelinden daha iyi uyum sagladıgı görüldü. HF, MF, HB veMB üzerinde Cu(II)'nın maxsimum adsorpsiyon kapasitesi 298, 308 ve 318 K sıcaklıktasırasıyla 3.95, 4.65 ve 4.74; 7.00, 8.12 ve 7.61; 9.51, 9.63 ve 11.78; 15.22, 15.29 ve 17.42mg g-1olarak bulunmustur. laveten, adsorplayıcılarla Cu(II)'nın farklı sıcaklıklarda eldeedilen adsorpsiyon verileri pseudo first-order, pseudo second-order ve Weber-Morrisdenklemlerinde kullanarak sırasıyla pseudo first-order adsorpsiyon hız sabitleri (k1), pseudosecond-order adsorpsiyon hız sabitleri (k2) ve intraparticle difuzyon hız sabitleri (k3)hesaplandı. Adsorpsiyon hızının iyi bir korelasyonla (R2 0.991) pseudo second-ordermodeline uydugu bulundu. Farklı sıcaklıklarda adsorpsiyon izotermlerinde elde edilen verileradsorpsiyonun serbest entalpisi (Go ), entalpisi (Ho) ve entropisi (So) gibi termodinamikbüyüklükleri hesaplamada kullanıldı. Beklendigi gibi Go degerlerin negatif olmasıadsorpsiyon dogasının kendiliginde oldugunu gösterir. Ho ın pozitifligi adsorplayıcılarüzerinde Cu(II) nın adsorpsiyonun endotermik süreç olduguna isarettir. So nın pozitifdegerleri ise Cu(II) için adsorplayıcının affinitesini yansıtır. Sonuç olarak, ucuz ve kolaylıklatemin edilebilinen fındık ve bugday kabuklarının ham ve modifiye halleri sulu çözeltidenCu(II) nın uzaklastırılmasında kullanılan daha pahalı adsorplayıcılara bir alternatif olabilir

In this study, the use of natural low-cost adsorbents was investigated as a replacementfor current costly methods of removing metals from aqueous solution. For this aim, differentnatural adsorbents such as shells of raw wheat (HF), modified wheat (MF), raw hazelnut(HB), and modified hazelnut (MB) was used. The removal of Cu(II) by these adsorbents fromaqueous solution was investigated using parameters such as contact time, temperature and pH.The adsorption process attained equilibrium within 60 min. The extend of Cu(II) removalincreased with increasing contact time, temperature and pH and also increased withmodification by reactive orange 122 of adsorbents. Optimum pH value for Cu(II) adsorptionwas determined between 4-5. The experimental data were analysed by the Langmuir andFreundlich models of adsorption. It was found that the Langmuir equation fit better than theFreundlich equation. The maximum adsorption capacities for Cu (II) onto HF, MF, HB, andMB at 298, 308 and 318 K temperature were found to be 3.95, 4.65, and 4.74; 7.00, 8.12, and7.61; 9.51, 9.63, and 11.78; 15.22, 15.29, and 17.42 mg g-1, respectively. In addition, theadsorption data obtained at different temperatures of Cu(II) by adsorbents were applied topseudo first-order, pseudo second-order and Weber-Morris equations, and the rate constantsof first-order adsorption (k1), the rate constants of second-order adsorption (k2) andintraparticle diffusion rate constants (k3) at these temperatures were calculated, respectively.The rates of adsorption were found to conform to pseudo second-order kinetics with goodcorrelation ( R2 0.991). The data obtained from adsorption isotherms at differenttemperatures have been used to calculate some thermodynamic quantities such as free energyof adsorption (Go), enthalpy (Ho), and entropy (So). It is expected that Go is negative,indicating that the nature of adsorption process for Cu(II) is spontaneous. The positive valueof Ho indicates that the adsorption of Cu(II) onto adsorbents is an endothermic process.Thepozitive value of So reflects the affinity of the adsorbent for Cu(II). In the result, the formsraw and modified of shells of hazelnut and wheat, being a cheap, and easily availablematerial, can be an alternative for more costly adsorbents used for removal of Cu(II) fromaqueous solution