Synthesis of A New Cysteine Containing Adsorbent and Removal of Pb(II) and Hg(II) Ions From Aqueous Media

Abstract

The heavy metal pollution in aqueous media can cause very important problems for living life. Compared to many organic pollutants, they can cause irreversible damages in terms of environmental health because they are more stable in aqueous environment and accumulate in biological environments. Developing and rising industrial production generates many heavy metals as waste, and their uncontrolled discharge causes a decrease in the clean water resources. Therefore, removal of heavy metals from aqueous environments is a crucial issue for all living species.

In this work, a new adsorbent was synthesized by modification of 3-aminopropylsilica with cysteine and characterized. The adsorption capacity of this adsorbent was investigated for Pb (II) and Hg (II) ions. Optimum conditions (contact time, pH) for maximum adsorption were determined. The maximum adsorption capacity in 60 minutes at pH 6 for Pb (II) and Hg (II) ions were determined such as 12.32 ± 0.2 and 100.6 ± 0.2 mg g-1, respectively.

Keywords

• Adsorption,Silica,Heavy metal,Lead,Mercury

Sistein İçeren Yeni Bir Adsorban Sentezi ve Sulu Ortamdan Pb(II) ve Hg(II) İyonlarının Giderimi

Abstract

Sulu ortamlardaki ağır metal kirliliği canlı hayatı için çok önemli sorunlara neden olabilmektedir. Pek çok organik kirleticilere göre sulu ortamda daha kararlı bir yapıda bulunabilmeleri ve biyolojik ortamlarda birikebilmeleri çevre sağlığı açısından geri dönülemez zararlara neden olabilmektedir. Gelişen ve artan sanayii üretimi atık olarak pek çok ağır metal oluşturmakta ve bunların kontrolsüz deşarjı temiz su kaynaklarının azalmasına neden olmaktadır. Bu sebeple sulu ortamdan ağır metal giderimi tüm canlılar için oldukça önemli bir konudur.

Bu çalışmada 3-aminopropilsilika sistein ile modifiye edilerek yeni bir adsorban sentezlendi ve karakterize edildi. Ardından sentezlenen bu adsorbanın Pb(II) ve Hg(II) iyonları için adsorpsiyon kapasitesi incelendi. Maksimum adsorpsiyon için en uygun şartlar (temas süresi, pH) belirlendi. Sentezlenen adsorbanın Pb(II) ve Hg(II) iyonları için pH=6’ da 60 dakikada maksimum adsorpsiyon kapasitesi sırasıyla 12,32 ± 0,2 ve 100,6 ± 0,2 mg g^-1 olarak belirlendi.

Keywords

• Adsorpsiyon,Silika,Ağır metal,Kurşun,Cıva

References

1. Gültekin, S., Sesal, C., Kayhan, F.E. (2016). İstanbul ili Anadolu yakası doğal kaynak sularının kimyasal analizlerinin değerlendirilmesi. Marmara Fen Bilimleri Dergisi, 28(4), 132-140.
2. Kahvecioğlu, Ö., Kartal, G., Güven, A., Timur, S. (2003). Metallerin çevresel etkileri-I, TMMOB Metalurji Mühendisleri Odası Metalurji Dergisi, 136, 47-53.
3. Özbolat, G., Tuli. A. (2016). Ağır metal toksisitesinin insan sağlığına etkileri. Arşiv Kaynak Tarama Dergisi, 25(4), 502-521.
4. Barakat, M. A. (2011). New trends in removing heavy metals from industrial wastewater. Arabian Journal of Chemistry, 4(4), (2011) 361-377.
5. Choi, J. W., Chung, S.G., Hong, S.W., Kim, D.J., Lee, S.H. (2012). Development of an environmentally friendly adsorbent for the removal of toxic heavy metals from aqueous solution. Water Air Soil Pollut., 223(4), 1837-1846.
6. Bulut, Y., Tez, Z. (2007). Removal of heavy metals from aqueous solution by sawdust adsorption. Journal of Environmental Sciences, 19(2), 160-166.
7. Aydın, H., Bulut, Y., Yerlikaya, Ç. (2008). Removal of copper (II) from aqueous solution by adsorption onto low-cost adsorbents. Journal of Environmental Management, 87(1), 37-45.
8. Sağ, Y., Yalçuk, A., Kutsal, T. (2000). Mono and multi component biosorption of heavy metal ions on Rhizopusarrhizus in a CFST. Process Biochemistry, 35(8), 787-799.

9. Goswami, A., Singh, A. K. (2002). Silica gel functionalized with resacetophenone: synthesis of a new chelating matrix and its application as metal ion collector for their flame atomic absorption ion collector for their flame atomic absorption spectrometric determination, Analytica Chimica Acta, 454(2), 229-240.
10. Çubuk, S., Fırlak, M., Kök Yetimoğlu, E., Kahraman, M. V. (2014). Moleküler olarak baskilanmiş çapraz bağlanan hidrojeller ile sulu çözetideki altin iyonlarinin adsorpsiyonu. Marmara Fen Bilimleri Dergisi, 26(3), 115-120.
11. Radi, S., Tighadouini, S., Bacquet, M., Degoutin, S., Cazier, F., Zaghrioui, M., Mabkhot, Y.N. (2014). Organically modified silica with pyrazole-3-carbaldehyde as a new sorbent for solid-liquid extraction of heavy metals. Molecules, 19(1), 247-262.
12. Leopold, N., Cîntǎ-Pînzaru, S., Baia, M., Antonescu, E., Cozar, O., Kiefer, W., Popp, J. (2005). Raman and surface-enhanced Raman study of thiamine at different pH values. Vibrational Spectroscopy, 39(2), 169-176.
13. Ercan, Ö., Aydın, A. (2013). Removal of mercury, antimony, cadmium and lead from aqueous solution using 1,3,5-trithiane as an adsorbent. J. Braz. Chem. Soc., 24(5), 865-872.
14. Abdel-Fattah T., Mahmoud M.E. (2011). Heavy metal ions extraction from aqueous media using nanoporous silica. Chemical Engineering Journal, 175: 117-123, (2011).
15. Deniz, S., Tasci, N., Yetimoglu, E. K., Kahraman, M. V. (2017). A new thiamine functionalized silica microparticules as a sorbent for removal of lead, mercury and cadmium ions in aqueous media. J. Serb. Chem. Soc., 82(2), 215-226.
16. Fırlak, M., Yetimoğlu, E. K., Kahraman, M. V., Apohan, N. K., Deniz, S. (2010). Removal of lead and cadmium ions from aqueous solutions using sulphur and oxygen donor ligand bearing hydrogels. Separation Science and Technology, 45(1), 116-128.