Fe3O4/AC@SiO2@EDTA Manyetik Nano-Adsorbentin Sentezlenmesi ve Toluenin Gaz Adsorpsiyonunda Kullanılması
Abstract
Bu çevreci çalışma, daha derin bir bakış açısı kazandırmakla mevcut çesitli benzen adsorbsiyonu teknolojijisine katkı sunmaktadır. Bu çalışmada, hayati risk oluşturan benzenin adsorpsiyonu için nano-teknolojiden faydalanmıştır. Etilendiamin tetraasetik asit (EDTA) daha önce direkt Fe3O4’e bağlanmış olsa da bu çalışma da Fe3O4, önce aktif karbonla, sonra SiO2 ile daha sonra da EDTA ile kaplanmış, böylelikle benzen adorbsiyonu için sentezi çok basit ve adsorbsiyon kapasitesi pek iyi, literatürde rastlanmayan nano manyetik adsorbent sentezlenmiş, sentezlenen bu nano manyetik adsorbent toluen adsorbsiyonunda başarılı ve verimli bir şekilde uygulanmıştır. Toluenin gaz adsorpsiyonunda kullanılan manyetik nano-adsorbent, birlikte çökeltme ve sol-gel yöntemiyle sentezlendi. Sentezlenen manyetik nano-adsorbentin karakterizasyonu ise FTIR ve TGA/DTA analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Adsorpsiyon işleminde önemli bir rol oynayan adsorpsiyon süresi, girişteki toluen konsantrasyonu ve adsorpsiyon sıcaklığı gibi adsorpsiyon koşulları, Merkezi Kompozit Tasarım (MKT) yaklaşımı temelli Yanıt Yüzey Yöntemi (YYY) kullanılarak optimize edilmiştir. Deneysel tasarımda, MKT ve YYY, adsorpsiyon koşulları ile adsorpsiyon kapasitesi arasındaki ilişkiyi daha iyi anlamak için bir yaklaşım geliştirmek üzere başarıyla uygulanmıştır. MKT ve YYY kullanılarak bulunan 53.36 dk adsorpsiyon süresi, 18.02 ppm başlangıç konsantrasyonu ve 26.21°C adsorpsiyon sıcaklığı gibi optimum adsorpsiyon koşulları altında, toluen için maksimum adsorpsiyon kapasitesi 484.16 mg/g olarak belirlenmiştir. Sonuçlar, manyetik Fe3O4/AC@SiO2@EDTA nanopartiküllerinin, toluenin gaz adsorpsiyonunda uygulanabileceğini göstermiştir.
Keywords
References
- 1. Maham M, Nasrollahzadeh M, Sajadi SM, Nekoei M. 2017. Biosynthesis of Ag/reduced graphene oxide/Fe3O4 using Lotus garcinii leaf extract and its application as a recyclable nanocatalyst for the reduction of 4-nitrophenol and organic dyes. Journal of colloid and interface science 497:33-42
- 2. Abdollahi F, Pirisedigh A, Abbasinazari M, Mohammad–Alizadeh A, Azizian H. 2016. Synthesis of novel amino-coated Fe3O4 magnetic nanoparticle functionalized with ciprofloxacin (AF-Fe3O4-NP@ cpf) and study of its effect on Cu (II) and Ni (II) adsorption. Iranian Journal of Pharmacology and Therapeutics 14:50-0
- 3. Dung DTK, Hai TH, Long BD, Truc PN. Preparation and characterization of magnetic nanoparticles with chitosan coating. Proc. Journal of Physics: Conference Series, 2009, 187:012036: IOP Publishing
- 4. Wu Q, Zhao R, Liu W, Zhang X, Shen X, et al. 2017. In-depth nanocrystallization enhanced Li-ions batteries performance with nitrogen-doped carbon coated Fe3O4 yolk− shell nanocapsules. Journal of Power Sources 344:74-84
- 5. Baby TT, Ramaprabhu S. 2010. SiO2 coated Fe3O4 magnetic nanoparticle dispersed multiwalled carbon nanotubes based amperometric glucose biosensor. Talanta 80:2016-22
- 6. Yang K, Peng H, Wen Y, Li N. 2010. Re-examination of characteristic FTIR spectrum of secondary layer in bilayer oleic acid-coated Fe3O4 nanoparticles. Applied surface science 256:3093-7
- 7. Kumar M, Giri BS, Kim K-H, Singh RP, Rene ER, et al. 2019. Performance of a biofilter with compost and activated carbon based packing material for gas-phase toluene removal under extremely high loading rates. Bioresource technology 285:121317
- 8. Ryu HW, Song MY, Park JS, Kim JM, Jung S-C, et al. 2019. Removal of toluene using ozone at room temperature over mesoporous Mn/Al2O3 catalysts. Environmental research 172:649-57
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
-
Journal Section
Research Article
Authors
Publication Date
June 15, 2020
Submission Date
August 5, 2019
Acceptance Date
December 6, 2019
Published in Issue
Year 2020 Volume: 9 Number: 2