Aktive edilmiş meşe mangal kömürüne metilen mavisinin adsorpsiyonu

Abstract

Günümüzde endüstrinin gelişmesi ile birlikte ortaya çıkan çevre ve su kirliliği sorunlarının ortadan kalkması için geliştirilen arıtma sistemleri hayati öneme sahiptir. Özellikle tekstil endüstrisinde kullanılan boyar maddeler için geliştirilen arıtma yöntemlerinden biriside adsorpsiyon yöntemidir. Hem ekonomik hem uygulanabilir olan bir adsorban geliştirmek üzere çalışmalar yoğunlaşmıştır. Adsorpsiyon çalışmalarında ekonomik ve çevre dostu olan bir adsorban seçimi oldukça önemlidir. Bu nedenle ülkemizde bol miktarda bulunan meşe ağacından üretilen mangal kömürü (MK) adsorban olarak seçildi. Mangal kömürünün adsorpsiyon kapasitesinin düşük olmasından dolayı, 150 oC'de, asit/örnek oranı 5:1 olacak şekilde derişik sülfürik asitle (H2SO4) muamele edilerek aktive edilmiştir (SMK). Hazırlanan adsorban SEM, BET, FTIR, Bohem Titrasyonu ve yüzey nötral yükü pH(pzc) analizleri ile karakterize edildi. Hedef kirletici olarak katyonik boya olan Metilen Mavisi (MM) seçilmiştir. Metilen mavisi gideriminde ortam pH'sının, adsorban miktarının, metilen mavisi başlangıç derişiminin ve sıcaklığın etkisi araştırıldı. Ayrıca adsorpsiyon izotermleri ve adsorpsiyon kinetiği üzerinde çalışmalar yapılarak uygun izoterm ve kinetik modeller belirlendi. Elde edilen sonuçlardan MM'nin SMK üzerine adsorpsiyonunda Langmuir izotermine uygun olduğu ve SMK'nın adsorpsiyon kapasitesinin 370,85 mg/g olduğu belirlendi. Adsorpsiyon kinetiğinin ise yalancı ikinci derece kinetik modele uygun olduğu, termodinamik parametrelerden ise MM'nin SMK'ya adsorpsiyonunun ekzotermik olduğu belirlendi. Sonuç olarak SMK'nın MM'nin sulu çözeltilerden uzaklaştırılmasında etkin bir adsorban olarak kullanılabileceği gözlendi.

Nowadays, treatment systems developed for the elimination of environmental and water pollution problems with the development of the industry are vital. One of the purification methods developed especially for the dyestuffs used in the textile industry is the adsorption method. Studies have been concentrated to develop an adsorbent that is both economical and applicable. The choice of an adsorbent that is economical and environmentally friendly is very important in adsorption studies. For this reason, charcoal (MK) produced from oak tree which is abundant in our country was chosen as adsorbent. Due to the low adsorption capacity of the charcoal, it was activated by treatment with concentrated sulfuric acid (H2SO4) at 150oC with an acid/sample ratio of 5: 1 (SMK). The adsorbent prepared was characterized by SEM, BET, FTIR, Bohem Titration and surface neutral charge pHpzc analysis. Methylene Blue (MM), the cationic dye, was chosen as the target contaminant. The effects of medium pH, adsorbent amount, and initial concentration of methylene blue and temperature on methylene blue removal were investigated. In addition, adsorption isotherms and adsorption kinetics were studied and appropriate isotherm and kinetic models were determined. It was determined that the adsorption capacity of MM on the SMK was found suitable to Langmuir isotherm. The adsorption capacity of SMK was calculated as 370.85 mg/g. It was determined that adsorption kinetic was suitable for pseudo second order kinetic model and adsorption of MM to SMK from thermodynamic parameters was exothermic. As a result, it was observed that SMK can be used as an effective adsorbent for the removal of MM from aqueous solutions.