Supranol red 3BW (acid red 274) boyasının Dicranella varia`ya biyosorpsiyonuna ortam koşullarının etkisinin araştırılması

Abstract

SUPRANOL RED 3BW (ACID RED 274) BOYASININ Dicranella varia'YABİYOSORPSİYONUNA ORTAM KOŞULLARININ ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASIGönül AKKAYAÖZBu çalışmada Supranol Red 3BW (C.I.Acid Red 274)' ün sulu çözeltilerindenDicranella varia'ya biyosorpsiyonuna başlangıç pH'sı, başlangıç boyarmadde derişimi,sıcaklık, biyosorbent derişimi ve karıştırma hızının etkisi kesikli bir sistemde incelenmiştir.Optimum biyosorpsiyon koşulları başlangıç pH'sı 3.0, 700 mg/L başlangıç boyarmaddederişimi, 0.5 g/L biyosorbent derişimi ve sıcaklık 30ºC olarak belirlenmiş, karıştırma hızınınbiyosorpsiyonda etkin olmadığı saptanmıştır. Farklı sıcaklık ve pH değerlerinde dengeverilerine Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson ve Temkin izoterm modelleri uygulanmışve izoterm sabitleri POLYMATH 4.1 yazılımı yardımıyla hesaplanmıştır. ERRSQ analizinegöre denge verileri Langmuir modeline diğer izoterm modellerinden daha iyi uyumsağlamıştır. D.varia'nın maksimum tek tabaka adsorpsiyon kapasitesi 2000 mg/g olarakbulunmuştur. AR 274'ün D.varia'ya biyosorpsiyonu mekanizmasını belirlemek amacıylakütle aktarımı ve kinetik modelleme yapılmış, AR 274'ün D.varia'ya biyosorpsiyonumekanizmasında hem dış kütle aktarımı hem de tanecik içi difüzyonun önemli rol oynadığısonucuna varılmıştır. Çalışılan tüm parametreler için biyosorpsiyon kinetiğinin yalancı-ikincimertebe kinetik modeli ile çok iyi şekilde tanımlandığı gözlenmiştir. Prosese ait aktivasyonenerjisi -50.14 kJ/mol olarak belirlenmiş, termodinamik parametreler AR 274'ün D.varia'yabiyosorpsiyonu prosesinin anlık ve ekzotermik olduğunu göstermiştir. Deneysel verileristatistiksel açıdan incelenmiş; varyans analizine göre, AR 274'ün D.varia'ya biyosorpsiyonuprosesinde sıcaklık, başlangıç boya derişimi ve bu iki değişkenin birlikte oldukça etkinolduğu belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Biyosorpsiyon, İzoterm, Kinetik modelleme, Kütle aktarımı, D.varia

INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF MEDIUM CONDITIONS ON THEBIOSORPTION OF SUPRANOL RED 3BW (ACID RED 274)DYE ONTO Dicranella variaGönül AKKAYAABSTRACTIn this study, the biosorption of Supranol Red 3BW (C.I.Acid Red 274) from aqueoussolution on Dicranella varia was studied in a batch system with respect to initial pH and dyeconcentration, temperature, biosorbent concentration and stirring rate. The optimumbiosorption conditions were determined to be initial pH 3.0, initial dye concentration 700mg/L, biosorbent concentration 0.5 g/L and temperature 30ºC. The Langmuir, Freundlich,Redlich-Peterson and Temkin isotherm models were applied to the experimental data andisotherm constants were calculated using POLYMATH 4.1 software at different initial pH andtemperature values. Equilibrium data fitted well to the Langmuir model than the other modelsaccording to ERRSQ analysis. The maximum monolayer adsorption capacity of D.varia forAR 274 was found to be 2000 mg/g. Mass transfer and kinetic models applied to theexperimental data indicated that both the external mass transfer and intraparticle diffusionplayed important roles in the adsorption mechanisms of the biosorption of AR 274 on D.varia and biosorption kinetics followed a pseudo - second order kinetic model with a goodfit for all the parameters studied. The activation energy was determined as -50.14kJ/mol. Thermodynamic studies indicated that this biosorption process of AR 274 onD.varia is spontaneous and exothermic in nature. Statistical analysis showed that temperature,initial dye concentration and both these two factors were effective on biosorption process.Key words: Biosorption, Isotherm, Kinetic modelling, Mass Transfer, D.varia