Adsorption of Heavy Metals with Various Porous Materials

Abstract

The removal alternatives of toxic heavy metals by the cheap and easy supplied materials were investigated in this study. Especially the heavy metals cause very important problems in the environment. The aim of the study was to remove Cu⁺², Zn⁺², Pb⁺² and Ni⁺² from the water by the cheap and the effective adsorption method. Batch method was used in the study and several porous materials such as bauxite, montmorillonite clay and clay brick were used as the adsorbents. To reach equilibration time, copper and zinc adsorption on montmorillonite and bauxite took an hour, lead and nickel adsorption on montmorillonite took 20 minutes, lead adsorption on clay brick took 40 minutes and nickel adsorption on clay bricks took 4 hours. Optimum adsorbent doses were determined for each clay type. Experimental data for all heavy metals adsorption on adsorbents fitted well with both Langmuir and Freundlich equations.

Keywords

• Adsorption,Bauxite,Montmorillonite clay,Clay brick

Ağır Metallerin Çeşitli Gözenekli Malzemeler Üzerinde Adsorpsiyonu

Abstract

Bu çalışma ile çevre ve insan sağlığı açısından büyük sorunlar oluşturan ağır metallerin oldukça düşük maliyetli, ekonomik ve kolay elde edilebilen malzemeler ile giderilebilirliği araştırılmıştır. Çalışmada, ekonomik ve giderim verimi yüksek bir yöntem olan adsorpsiyon yöntemi kullanılarak, sulardan Cu⁺², Zn⁺², Pb⁺² ve Ni⁺² giderimi amaçlanmıştır. Batch metoduna göre yapılan çalışmada adsorban olarak boksit, montmorillonit kili ve tuğla kili kullanılmıştır. Bakır ve çinkonun boksit ve montmorillonit kili üzerindeki adsorpsiyon denge süresine 1 saatte, kurşun ve nikel adsorpsiyonuna 20 dk’da, tuğla kili adsorbanı üzerinde kurşun adsorpsiyonuna 40 dk’da, nikel adsorpsiyonuna ise 4 saatte ulaşılmıştır. Her kil tipi için optimum adsorban dozları belirlenmiştir. Bakır, çinko, kurşun ve nikel ağır metallerinin adsorbanlar üzerindeki adsorpsiyonu hem Freundlich hem de Langmuir izotermi ile iyi uyum sağladığı görülmüştür.

Keywords

• Adsorpsiyon,Boksit,Montmorillonit kili,Tuğla kili

References

1. [1] Fırat, B., 2007. Atık sulardan kurşun (II) ve bakır (II) iyonlarının yumurta kabuğu ile uzaklaştırılması ve optimum koşulların belirlenmesi. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 154s, Ankara.
2. [2] Türkyılmaz, H., 2011. Kurşun iyonlarının kesikli adsorpsiyon prosesi ile gideriminin cevap yüzey yöntemiyle optimizasyonu. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 85s, Isparta.
3. [3] Bamgbose, J. T., Adewuyi, S., Bamgbose, O., Adetoye, A. A., 2010. Adsorption kinetics of cadmium and lead by chitosan. African Journal of Biotechnology, 9(17): 2560–2565.
4. [4] Bamidele, I., Unuabonah, I. E., Olu-Owolabi, B. I., 2010. Adsorption of Zn+2 and Cu+2 onto sulphate and phosphate-modified bentonite. Applied Clay Science, 51: 170-173.
5. [5] Wang, X., Li, Y., 2011. Measurement of Cu and Zn adsorption onto surficial sediment components: New evidence for less importance of clay minerals. Journal of Hazardous Materials, 189(2011): 719–723.
6. [6] Tümsek, F., Karabacakoğlu, B., 2012. Nikel (II) iyonunun sulu ortamdan Granül Aktif Karbon (GAK) ile giderilmesi. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, BAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 14(2): 1-6.
7. [7] Bilgiç, B., 2013. Bakır ve çinkonun boksit ve montmorillonit tipi killer üzerinde adsorpsiyonu. Harran Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 78s, Şanlıurfa.
8. [8] Baştuğ, F., 2008. Palmiye kabuğu kökenli aktif karbon adsorpsiyonu ile ağır metal giderimi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 92s, Isparta.

9. [9] Dönmez, R., 2006. Doğal kil mineralleri kullanarak atık sulardan kurşun (II) iyonunun adsorpsiyonu. Celal Bayar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 117s, Manisa.
10. [10] Yerlikaya, E., 2008. Atık sulardan nikel (II) ve kurşun (II) iyonlarının adsorpsiyon metoduyla uzaklaştırılması. Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 69s, Kütahya.
11. [11] Karakaya, G., 2008. Atık sulardan bakır (II) ve kobalt (III) iyonlarının adsorpsiyon metoduyla uzaklaştırılması. Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 55s, Kütahya.
12. [12] Özcan, A. S., 2010. Doğal bentonitin karakterizasyonu ve kurşun (II) iyonlarını adsorpsiyon yeteneği. BAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 12(2): 85-97.
13. [13] Çevik, T., Top, S., Sekman, E., Yazıcı, R., BİLGİLİ, S., 2008. Nikelin bentonitle adsorpsiyonunun izoterm, kinetik ve termodinamik analizi, Üniversite Öğrencileri III. Çevre Sorunları Kongresi, İstanbul.
14. [14] Argun, M. E., 2007. Kimyasal olarak modifiye edilmiş adsorbanlar kullanarak ağır metal iyonlarının adsorpsiyonu. Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 170s, Konya.
15. [15] Çırakoğlu, S., 2008. Zn+2’nin valeks tanin reçinesiyle adsorpsiyonu ve geri kazanılması. Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 106s, Sakarya.