Van Gölü Doğal Sediment ve Modifiye Sediment Üzerine Krom (III) Adsorpsiyonu (İzoterm ve Termodinamik Analiz Çalışması)

Year 2020, Volume: 11 Issue: 3, 1225 - 1232, 30.09.2020

İhsan Alacabey , Ali Rıza Kul , Şakir Ece , Hüseyin Alkan

https://doi.org/10.24012/dumf.731216

Cited By: 6

Abstract

Sediment, nehirlerin, göllerin, koyların, haliçlerin ve okyanusların tabanında yer alan yeryüzü katmanıdır. Dünyanın en büyük soda gölü olması, eşine rastlanmayacak büyüklükte ve güzellikte dipten yükselen güncel karbonat sütunları içermesi ve su seviyesinde yaşanan değişimler, Van Gölü’nü dünyanın en ilginç göllerinden biri yapar. Bu çalışmada Van Gölünden alınan doğal sediment ve asitle (HNO3) aktive edilmiş sedimentlerin ağır metal (Cr3+) ile ilişkisi batch adsorpsiyon tekniği kullanılarak saptanmaya çalışılmıştır. Farklı konsantrasyonlardaki krom (Cr3+) iyonlarının ve pH’ın adsoprsiyon prosesi üzerine etkisi araştırılmıştır. Langmuir, Freundlich, Dubinin-Radushkevich (D-R) ve Temkin adsorpsiyon izotermleri hesaplanmıştır. Hem doğal sediment (DS) hem de asitle modifiye edilmiş sedimentin (MS) Langmuir adsorpsiyon izoterm modeline uyum sağladığı bulunmuştur. Bununla birlikte hem doğal adsorbent hem de asitle modifiye edilmiş adsorbentin termodinamik parametreleri hesaplanmış, ΔG° < 0 değerinin adsoprsiyon prosesinin kendiliğinden gerçekleştiğini göstermiştir. Doğal sedimentin yüzey alanı 7.512 m²/g, asit ile aktive edilmiş sedimentin yüzey alanı 79.456 m²/g tespit edilmiş olup aktivasyon işlemi ile çok yüksek bir yüzey alanı elde edilmiştir. Giles adsorpsiyon izoterm sistemine göre H tipi eğriye uyduğu görülmüştür.

Keywords

Adsorpsiyon, krom, sediment, termodinamik, adsorpsiyon izotermleri

Supporting Institution

YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ

Project Number

2010 – FBE – D126

Thanks

Bu çalışma Yüzüncü Yıl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından 2010 – FBE – D126 nolu proje ile desteklenmiştir, finansal yönden destekleyen Yüzüncü Yıl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi’ne teşekkürlerimi sunarım.

References

• Atasoy, N., et al., Levels of heavy metals and certain macro elements in potable and tap water at Van city center. Hacettepe J. Biol. & Chem, 2011. 39: p. 391-396.
• Alacabey, İ., Bazı ağır metallerin (kobalt, krom, kadmiyum) doğal ve aktive edilmiş Çaldıran Diatomiti (Çaldıran/Van) üzerindeki adsorpsiyon denge çalışmaları. 2006, Yüksek Lisans Tezi.
• Alacabey, İ., et al., Determination of Cobalt (Co) level in hair and serum of Gas Station Workers in Van Province. J Environ Sci Toxicol Food Technol, 2017. 11(2): p. 30-32.
• Chwastowska, J., et al., Speciation of chromium in mineral waters and salinas by solid-phase extraction and graphite furnace atomic absorption spectrometry. Talanta, 2005. 66(5): p. 1345-1349.
• Karthikeyan, T., S. Rajgopal, and L.R. Miranda, Chromium (VI) adsorption from aqueous solution by Hevea Brasilinesis sawdust activated carbon. Journal of hazardous materials, 2005. 124(1-3): p. 192-199.
• Wei, X., et al., Adsorption behaviors of atrazine and Cr (III) onto different activated carbons in single and co-solute systems. Powder Technology, 2018. 329: p. 207-216.
• Godinho, D., et al., Adding value to gasification and co-pyrolysis chars as removal agents of Cr3+. Journal of hazardous materials, 2017. 321: p. 173-182.
• Di Natale, F., et al., Removal of chromium ions form aqueous solutions by adsorption on activated carbon and char. Journal of Hazardous Materials, 2007. 145(3): p. 381-390.
• Derya, H., Tekirdağ ilinde bulunan bazı ahırlardan toplanan olgunlaşmış ve olgunlaşmamış gübrelerin besin elementi içeriklerinin belirlenmesi ve tarımsal açıdan değerlendirilmesi. 2013, Namık Kemal Üniversitesi.
• Anderson, R.A., Chromium and insulin resistance. Nutrition research reviews, 2003. 16(2): p. 267-275.
• Adriá-Cerezo, D., M. Llobat-Estellés, and A. Maurı-Aucejo, Preconcentration and speciation of chromium in waters using solid-phase extraction and atomic absorption spectrometry. Talanta, 2000. 51(3): p. 531-536.
• Agarwal, G., H.K. Bhuptawat, and S. Chaudhari, Biosorption of aqueous chromium (VI) by Tamarindus indica seeds. Bioresource technology, 2006. 97(7): p. 949-956.
• Dubey, S.P. and K. Gopal, Adsorption of chromium (VI) on low cost adsorbents derived from agricultural waste material: a comparative study. Journal of hazardous materials, 2007. 145(3): p. 465-470.
• Hsu, L., et al., The removal and recovery of Cr (VI) by Li/Al layered double hydroxide (LDH). Journal of Hazardous Materials, 2007. 142(1-2): p. 242-249.
• Kotaś, J. and Z. Stasicka, Chromium occurrence in the environment and methods of its speciation. Environmental pollution, 2000. 107(3): p. 263-283.
• Lingamdinne, L.P., et al., Biogenic reductive preparation of magnetic inverse spinel iron oxide nanoparticles for the adsorption removal of heavy metals. Chemical Engineering Journal, 2017. 307: p. 74-84.
• Lin, S.-H. and R.-S. Juang, Heavy metal removal from water by sorption using surfactant-modified montmorillonite. Journal of Hazardous Materials, 2002. 92(3): p. 315-326.
• Bhattacharyya, K.G. and S.S. Gupta, Kaolinite and montmorillonite as adsorbents for Fe (III), Co (II) and Ni (II) in aqueous medium. Applied Clay Science, 2008. 41(1-2): p. 1-9.
• Tural, S., M.Ş. Ece, and B. Tural, Synthesis of novel magnetic nano-sorbent functionalized with N-methyl-D-glucamine by click chemistry and removal of boron with magnetic separation method. Ecotoxicology and environmental safety, 2018. 162: p. 245-252.
• APHA, A., WEF Standard methods for the examination of water and wastewater Washington, DC, USA: American Public Health Association, 1995. 19th ed.
• Erol, K., The adsorption of calmoduline via nicotinamide immobilized poly (HEMA-GMA) cryogels. Journal of the Turkish Chemical Society Section A: Chemistry, 2017. 4(1): p. 133-148.
• Alacabey, İ., Doğal ve Aktive Edilmiş Van Gölü Sediment (Dip Çukuru) Örneklerinin Bazı Ağır Metallerle Adsorspsiyonun İzoterm ve Termodinamik Analizi, Doktora Tezi, Yüzüncü Yıl Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü, Van, 2014.
• Sawant, S.Y., R.S. Somani, and H.C. Bajaj, A solvothermal-reduction method for the production of horn shaped multi-wall carbon nanotubes. Carbon, 2010. 48(3): p. 668-672.
• Giles, C., et al., 786. Studies in adsorption. Part XI. A system of classification of solution adsorption isotherms, and its use in diagnosis of adsorption mechanisms and in measurement of specific surface areas of solids. Journal of the Chemical Society (Resumed), 1960: p. 3973-3993.
• MAHAMANLIOĞLU, M., İ. KIZILÇIKLI, and A. ÇINARLI, BAZİK BOYAR MADDELERİN AĞAÇLI KÖMÜRLERİNDEN ELDE EDİLEN AKTİF KARBON ÜZERİNDE ADSORPSİYONU. Selçuk Üniversitesi Mühendislik, Bilim ve Teknoloji Dergisi, 2006. 21(3): p. 21-32.
• Krishnan, K.A., A. Sheela, and T. Anirudhan, Kinetic and equilibrium modeling of liquid‐phase adsorption of lead and lead chelates on activated carbons. Journal of Chemical Technology & Biotechnology: International Research in Process, Environmental & Clean Technology, 2003. 78(6): p. 642-653.
• Erol, K., DNA adsorption via Co (II) immobilized cryogels. Journal of Macromolecular Science, Part A, 2016. 53(10): p. 629-635.
• Zhao, X., et al., A green method to synthesize flowerlike Fe (OH) 3 microspheres for enhanced adsorption performance toward organic and heavy metal pollutants. Journal of Environmental Sciences, 2018.
• Erol, K., et al., Magnetic diatomite for pesticide removal from aqueous solution via hydrophobic interactions. Environmental Science and Pollution Research, 2019. 26(32): p. 33631-33641.
• Riza, K.A., et al., Equilibrium, kinetic and thermodynamic studies of nickel adsorption onto natural and modified kaolinites. Fresenius Environmental Bulletin, 2011. 20(5): p. 1155-1166.
• Caliskan, N., et al., Adsorption of Zinc (II) on diatomite and manganese-oxide-modified diatomite: A kinetic and equilibrium study. Journal of hazardous materials, 2011. 193: p. 27-36.
• Depci, T., et al., Characteristic properties of adsorbed catalase onto activated carbon based adiyaman lignite. Fresenius Environmental Bulletin, 2011. 20(9a): p. 2373-2380.
• Yalçın, E., Bentonitik killer üzerinde etilen glikol monoetil eter adsorpsiyonu. 2010, Ankara Üniversitesi.
• Alkan, S., et al., Polifenol Oksidaz Enziminin Aktif Karbonla Adsorpsiyonunun İzoterm ve Kinetik Analizi. Dicle Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 2014. 3(1): p. 69-78.
• Kul, A.R., İ. Alacabey, and N. Çalışkan Kılıç, Removal of Cobalt Ions from Aqueous Solution by Diatomite. Hacettepe Journal of Biology and Chemistry, 2010. 38(2): p. 85-93.