Reactive Blue 4 ve bakır iyonlarının tekli ve ikili karışımlarının Ulva rigida`ya biyosorbsiyonunun araştırılması

Abstract

Bu çalışmada Reactive Blue 4 (Procion MX-R, RB4) boyarmaddesi ve bakır(II) iyonlarının tekli ve ikili karışımlarından RB4 ve Cu(II)'ın yeşil alglerden Ulva rigida'ya biyosorpsiyonuna başlangıç pH'si, biyosorbent derişimi, başlangıç çözünen derişimleri ve sıcaklık gibi çevresel koşulların etkileri araştırılmıştır. Tekli ve ikili karışımdan Cu(II) ve RB4'ün biyosorpsiyonunda optimum koşullar olarak başlangıç pH'si sırasıyla 5.0 ve 2.0, başlangıç çözünen derişimi 100 ve 200 mg/L, biyosorbent derişimi 1.0 g/L, sıcaklık Cu(II) için 40 ?C ve RB4 için 30°C olarak belirlenmiştir. Cu(II) ve RB4'ün Ulva rigida'ya biyosorpsiyonunda biyosorpsiyon dengesinin Langmuir izoterm modeline çok iyi uyduğu saptanmıştır. Cu(II) ve RB4'ün tek bileşenli biyosorbsiyonunda algin Cu(II) ve RB4'ü biyosorblama kapasitesi sırasıyla 48.54 mg Cu(II)/g alg ve 128.20 mg RB4/g alg olarak belirlenirken, [100 mg/L RB4+100 mg/L Cu(II)] ikili bileşen içeren ortamdan Ulva rigida'ya biyosorpsiyonda algin biyosorpsiyon kapasitesi sırasıyla 28.33 mg Cu(II)/g alg ve 131.58 mg RB4/g alg olarak hesaplanmıştır. RB4 boyarmaddesi ve Cu(II) iyonlarının ikili karışımlarının Ulva rigida'ya biyosorpsiyonunda, RB4 derişiminin artışı ile Cu(II) biyosorpsiyonu azalmış, Cu(II) derişiminin artışı ile RB4 biyosorpsiyonu artmıştır. Biyosorpsiyon mekanizmasını belirlemek amacıyla her bir çalışmaya ait denge, kinetik ve termodinamik parametreler belirlenmiştir. Optimum şartlarda iki kademeli kesikli kapta biyosorpsiyon çalışması da yapılmış ve sonuçları sunulmuştur. Ayrıca kesikli sistemde RB4 ve Cu(II)'nin tekli ve ikili karışımlarından U. rigida'ya biyosorpsiyonu cevap yüzey yöntemi (response surface methodology, RSM) ile değerlendirilerek optimize edilmiştir.

In this study, the effects of the initial pH, initial solute concentration, temperature and biosorbent concentration on the biosorption of copper(II) and Reactive Blue 4 (Procion MX-R, RB4) from single and binary mixtures on Ulva rigida, a green algae, were investigated. The optimum biosorption conditions for the biosorption of Cu(II) and RB4 from single and binary mixtures were determined to be initial pH 5.0 for Cu(II) and 2.0 for RB4, initial solute concentration 100 mg/L for Cu(II) and 200 mg/L for RB4, temperature 40 °C for Cu(II) and 30°C for RB4, biosorbent concentration 1.0 g/L. The biosorption equilibrium for Cu(II) and RB4 biosorption from the single and the binary mixture fitted very well to the Langmuir isotherm model. The biosorption capacities of the algae for the single biosorption of Cu(II) and RB4 on Ulva rigida were found as 48.54 mg Cu(II)/g algae and 128.20 mg RB4/g algae, respectively while the biosorption capacities of the algae for [100 mg/L RB4+100 mg/L Cu(II)] the binary biosorption of Cu(II) and RB4 on Ulva rigida were determined to be 28.33 mg Cu(II)/g algae and 131.58 mg RB4/g algae, respectively. At the biosorption of RB4 and Cu(II) from the binary mixtures on U. rigida, the biosorbed Cu(II) amounts decreased with the increasing RB4 concentration while the biosorbed RB4 amounts increased with increasing Cu(II) ions concentration. The equilibrium, kinetic and termodinamic parameters were determined for the explain the biosorption mechanism. Under the optimum biosorption conditions, the biosorption Cu(II) and RB4 on U. rigida were investigated in a two-staged batch system and the results were given. Also the biosorption of Cu(II) and RB4 on U. rigida from single and binary mixtures were optimized by response surface methodology (RSM) in a batch system.