Sulardaki Co(II) iyonunun adsorpsiyon yoluyla giderilmesi

Abstract

SULARDAKİ CO (II) İYONUNUN ADSORPSİYON YOLUYLA GİDERİLMESİ (Yüksek Lisans Tezi) Ertan SARİ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ EKİM 2003 ÖZET Bu çalışmada; aktif karbon ve doğa! bir kil minerali olan sepiyolit üzerine, ağır metal sınıfına giren Co(ll) iyonunun kesikli sistemde adsorpsiyonu çalışılmıştır. Çalışmada, farklı başlangıç konsantrasyonu, sıcaklık, tane boyutu ve sallama hızının adsorpsiyona olan etkileri incelenmiştir. Çalışılan adsorbentlerle, adsorpsiyonun dengeye ulaşma süresi yaklaşık 4 saat olarak gözlemlenmiştir. Deneysel verilere, Freundlich ve Langmuir izoterm modelleri uygulanmıştır. Sepiyolitin aktif karbona göre kobaltı daha fazla adsorpladığı deneysel verilerden tesbit edilmiştir. Deneysel verilere uygulanan izoterm modellerinden elde edilen sabitler de aynı görüşü desteklemiştir. Tüm deneylerde sallama hızının ve sıcaklığın artmasıyla adsorpsiyon hızının arttığı gözlemlenmiştir. Adsorpsiyon ısısını belirlemek amacıyla her iki adsorbent ile yapılan deneylerden elde edilen sonuçlara Langmuir modeli uygulanarak sıcaklıkla denge sabitinin değişimi incelenmiş ve bu veriler yardımıyla adsorpsiyon ışılan bulunmuştur. Son olarak sepiyolitle yüksek sıcaklıkta yapılan deneylere Mathews ve Weber tarafından geliştirilen difüzyon modeli uygulanarak film kütle transfer katsayısı kf, partikül içi difüzyon katsayısı Ds değerleri elde edilmiş ve elde edilen veriler ışığında adsorpsiyon mekanizması hakkında bilgi edinilmeye çalışılmıştır. Ancak tane boyutunun ve karıştırma hızının artmasıyla katsayılarda beklenen değişim gözlenememiştir.11 Adsorpsiyon hızının sıcaklıkla önemli ölçüde artması, adsorpsiyon entalpisinin prosesin endotermik olduğunu ortaya koyması ve elde edilen Ds değerleri, kobaltın sepiyolit ve aktif karbon üzerindeki adsorpsiyonunun kimyasal adsorpsiyon olduğu izlenimini vermektedir. Kesin bir şey söyleyebilmek için adsorpsiyon ürünlerinin x-ışını kırınımı veya benzeri yöntemlerle bileşiminin belirlenmesi gerekir. Bilim Kodu : 942 Anahtar Kelimeler : Adsorpsiyon, ağır metal, kobalt Sayfa Adedi : 118 Tez Yöneticisi : Doç. Dr. İrfan AR

in REMOVING OF Co(ll) ION FROM WATERS BY ADSORPTION (M.Sc. Thesis) Ertan SARI GAZI UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OCTOBER 2003 ABSTRACT In this study, adsorption of Co(ll) ion which is classified as heavy metal was studied in batch manner by using active carbon and a natural clay mineral sepiolite as adsorbents. The effect of initial concentration, temperature, particle size, agitation rate on the adsorption process was investigated. It was observed that it takes approximately four hours to reach the equilibrium with the studied adsorbents, in this adsorption process, Freundlich and Langmuir isotherm models were applied to experimental data successfully. It was found that sepiolite can adsorb more Co(il) than activated carbon. Isotherm constants obtained by the application of models to the experimental data also verify the above result. Almost for every set of experiment it was observed that, rate of adsorption increases with increasing temperature. In order to find out the heat of adsorption process, Langmuir model was applied to the experimental data obtained from the active carbon and sepiolite adsorption experiments and variation of equilibrium constants with temperature and adsorption heat values were evaluated. From these results it was concluded that the adsorption of Co(II) on these adsorbents is physical adsorption. Finally a diffusion model developed by Mathews and Weber was applied to the experimental results obtained at high temperatures by using sepiolite as adsorbents. External mass transfer coefficient and diffusion coefficient wereIV obtained from the application of the model and also it was tried to investigate the adsorption mechanism of the system. However the expected changes in these coefficients with increasing particle size and agitation rate, weren't observed. The experimental results, sigmificant increase in the adsorption rate with increasing temperature, indication of the adsorption enthalpy that the process is endothermic and also the small values of the diffusion coefficient Dw all imply that the adsorption of cobalt on both sepiolite and active carbon are carried out via chemical adsorption. In order to determine adsorption type more precisely, a detailed investigation of the chemical composition and structure of the adsorption products must be performed. Science Code Key Words Page Number Adviser 942 Adsorption, heavy metals, cobalt 118 Assoc. Prof. Dr. İrfan AR