Katyonik boyar maddelerin sepiyolit yüzeyinde adsorpsiyonu ve adsorpsiyon kinetiği

Abstract

öz KATYONİK BOYAR MADDELERİN SEPİYOLİT YÜZEYİNDE ADSOPSİYONU VE ADSORPSİYON KİNETİĞİ Yasemin ÖZDEMÎR Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı (Yüksek Lisans Tezi / Tez Danışmanı: Doç.Dr. Mehmet DOĞAN) Balıkesir, 2005 Sulu çözeltilerden sepiyolit yüzeyine metil viyolet ve metilen mavisinin adsorpsiyonu pH, iyon şiddeti ve sıcaklık; ve adsorpsiyon kinetiği, karıştırma hızı, başlangıç boyar madde konsantrasyonu, pH, iyon şiddeti ve sıcaklık gibi parametreler kullanılarak incelendi. Adsorpsiyon prosesinin 3 saat içinde dengeye ulaştığı ve sepiyolit yüzeyinde metil viyolet ve metilen mavisinin adsorplanmış miktarının artan pH, iyon şiddeti ve sıcaklıkla arttığı bulundu. Deneysel veriler Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izotermleri kullanılarak analiz edildi ve adsorpsiyon verilerinin Langmuir izotermi ile oldukça iyi bir şekilde uyum gösterdiği bulundu. Ayrıca metil viyolet ve metilen mavisi için kesikli reaktör tasarımı yapıldı. Adsorpsiyon ölçümleri adsorpsiyon prosesinin çok hızlı ve fiziksel bir proses olduğunu gösterdi. Boyar maddelerin giderim hızının başlangıç boyar madde konsantrasyonundaki, pH'daki, iyon şiddetindeki ve sıcaklıktaki artma ile arttığı, ve karıştırma hızı ile değişmediği bulundu. Adsorpsiyon verileri birinci ve ikinci derece kinetik modeller kullanılarak analiz edildi. Adsorpsiyon kinetiğinin yalancı ikinci derece olduğu ve adsorpsiyon prosesinde hız-kontrol basamağının tanecik içi diflizyon olduğu bulundu. Metil viyolet ve metilen mavisinin adsorpsiyonu için aktivasyon enerjisi, Arrheniues eşitliğinden kullanılarak sırasıyla, 2,41 ve 16,23 kl/mol olarak hesaplandı. Bu düşük aktivasyon enerjisi değerleri adsorpsiyon mekanizmasının diflizyon kontrollü olduğunu göstermektedir. Diflizyon katsayısı değerleri başlangıç boyar madde konsantrasyonu, pH, iyon şiddeti ve sıcaklıkdaki artma ile artmaktadır. ANAHTAR KELİMELER: Sepiyolit; adsorpsiyon izotermi; metil viyolet; metilen mavisi; adsorpsiyon kinetiği; boyar madde; tanecik içi diflizyon u

ABSTRACT THE ADSORPTION AND ADSORPTION KINETICS OF CATIONIC DYES ONTO SEPIOLITE Yasemin ÖZDEMİR Balikesir University, Institute of Science, Departmant of Chemistry (Master Thesis / Supervisor: Associate. Prof. Dr. Mehmet DO?AN) Balıkesir, 2005 The adsorption of methyl viyolet and methylene blue dyes onto sepiolite from aqueous solutions has been investigated using pH, ionic strength and temperature as parameters; the adsorption kinetics stirring speed, initial dye concentration, pH, ionic strenght and temperature. Adsorption process was attained to the equilibrium within 3 h. The amount adsorbed of methyl viyolet and methylene blue dyes on sepiolite increased with increasing pH, ionic strenght and temperature. The experimental data were analysed by Langmuir and Freundlich isotherms, and found that the isotherm data were reasonably correlated by Langmuir isotherm. Furthermore, for the removal of methyl viyolet and methylene blue dyes, a batch reactor was designed. Adsorption measurements show that the process is very fast and physical in nature. Adsorption rate increased with increase in the initial concentration of the dye and the initial pH and temperature of solution. Adsorption data were modelled using the first and second order kinetic equations. The kinetics of adsorption were found to be pseoudo second order and the rate controlling step was intra-particle transport into the pores of sepiolite particles. The activation energy for adsorption process was calculated from Arrheniues equation and found that for methyl viyolet and methylene blue were 2,41 and 16,23 kJ/mol, respectively.The low activation energy values indicate that the rate of adsorption is diffusion-controlled. The coefficient, D, was found to increase when the initial dye concentration, pH and temperature were raised. KEY WORDS: Sepiolite; adsorption isotherm; methylene blue; methyl viyolet; kinetics of adsorption; dye; intra-particle diffusion. m