-

Abstract

In the present study a new, cheaper, more abundantly available natural adsorbent is purposed to gain as an alternative to activated carbon, commonly used in heavy metal refining. When the walnut tree shavings (Juglans regia L.) used as adsorbent on chromium (VI) adsorption; contact time, pH, adsorbent concentration, initial metal concentration and temperature parameters were tested for the suitability of adsorption isotherms. It was observed that adsorption reached to equilibrium in first 120 min, where the best performance is obtained at 40°C and at pH 2, with the 10g/L adsorbent concentration. When the suitability of those obtained values with the isotherms is examined, it is observed that the Rvalue gets closer to 1 in Langmuir isotherm. Q value that shows single layered adsorption capacity, obtained by using Langmuir isotherm, is found as 7.46 mg/g at 40°C. As the result of this research, it can be thought that the walnut tree shavings (Juglans regia L.) may be used as an alternative adsorbent instead of active carbon.

Keywords

• Adsorption, chromium, Juglans regia L., Adsorption isotherm.

Ceviz Ağacı Talaşı (Juglans Regia L.)’nın Krom (VI) Adsorpsiyonu Üzerine Etkileri

Öz

Bu araştırmada ağır metal arıtımında yaygın olarak kullanılan aktif karbona alternatif olabilecek daha ucuz, daha bol bulunabilen yeni bir doğal adsorbent madde elde edilmesi amaçlanmaktadır. Adsorben olarak ceviz ağacı talaşı (Juglans regia L.) kullanıldığında krom (VI) adsorpsiyonu için temas süresi pH, adsorbent konsantrasyonu, başlangıç metal konsantrasyonu ve sıcaklık parametreleri araştırılarak adsorpsiyon izotermlerine uygunluğu incelenmiştir. Adsorpsiyonun dengeye t=120 dakikada ulaştığı gözlendi. Bu denge sürecinde en iyi adsopsiyon verimi pH=2, X=10g/l (adsorbent konsantrasyonu) ile T=40°C’de elde edilmiştir. Elde edilen bu değerlerin izotermlere uygunluğu araştırıldığında, Langmuir izoterminde R2 değerinin 1’e daha yakın olduğu tespit edilmiş, 40°C’de Langmuir izoterminden elde edilen tek tabakalı adsorpsiyon kapasitesi Qo değeri 7.46 mg/g olarak bulunmuştur. Yapılan çalışma sonucunda ceviz ağacı talaşı (Juglans regia L.)’nın aktif karbona alternatif bir adsorbent olabileceği düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Adsor Adsorpsiyon, krom, Juglans regia L., adsorpsiyon izotermi

Kaynakça

1. Abdel-Halima, E.S., Salem, S. Al-Deyab. 2011. Removal of heavy metals from their aqueous solutions through adsorption onto natural polymers, Carbohydrate Polymers, 84, 454–458.
2. Aksu, Z. 2005. Application of biosorption for the removal of organic pollutants: a review, Process Biochemistry, 40 (3-4), 997-1026.
3. Argun, M.E., Dursun, S., Ozdemir, C., Karatas, M. 2007. Heavy metal adsorption by modified oak sawdust: thermodynamics and kinetics, J. Hazard. Mater, 141, 77–85.
4. Bansode, R.R., Losso, J.N., Marshall, W.E., Rao, R.M. Portier R.J. 2003. Adsorption of metal ions by pecan shell-based granular activated carbons, Bioresource Technology, 89, 115-119.
5. Baral, S.S., Das, S.N., Rath, P. 2006. Hexavalent chromium removal from aqueous solution by adsorption on treated sawdust, Biochem. Eng. J, 31, 216–222.
6. Beyhan, M. 2003. Atık çamurlar ve doğal malzemeler ile sulardan florür iyonu gideriminin araştırılması, YTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü , Doktora Tezi, İstanbul.
7. Bishnoi, N.R., Bajaj, M., Sharma, N., Gupta, A. 2004. Adsorption of chromium (VI) on activated rice husk carbon and activated alümina. Biores. Technol., 91, 305–307.
8. Corbitt, R.A. 1999. Standard Hand Book Of Environmental Engineering. 2nd ed. McGraw Hill.

9. Cruz, C.C.V., Da Costa, A.C.A., Henriques, C.A., Luna, A.S. 2003. Kinetic modeling and equilibrium studies during cadmium biosorption by dead Sargassum Sp.Biomass. Bioresource Technology, 91(3), 249-257.
10. Erdem, E., Karapinar, N., Donat, R., 2004. The removal of heavy metal cations by natural Zeolite, J. Colloid Interface Sci. 280, 309–314.
11. Gilcreas F.W., Tarars M.J., Ingols R.S. 1965. Standard methods for the examination of water and wastewater. 12th ed. New York. American Public Health Association (APHA) Inc., 213 s. Huuha, T.S., Kurniawan, T.A., Sillanpa M.E.T. 2010. Removal of silicon from pulping whitewater using integrated treatment of chemical precipitation and evaporation, Chem. Eng. J. 158, 584–592.
12. Karaboyacı, M. 2010. Modifiye edilmiş lignoseliloziklerle ağır metal adsorpsiyonu, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Ana Bilim Dalı, Doktora Tezi, Isparta.
13. Khezami L., Capart R. 2005. Removal of chromium (VI) form aqueous solution by activated carbons: kinetic and equilibrium studies, J. Hazard. Mater. 123, 223–231.
14. Kıyak, B. 1996. Bakır reverber cürufu kullanılarak Cr+6 indirgenmesi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Müh. Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, Elazığ.
15. Malkoç E. 2005. Farklı adsorbent türleri ile sulardan ağır metallerin giderimi. Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı, Doktora Tezi, Erzurum.
16. Malkoç, E., Nuhoglu Y. 2006. Çay fabrikası atığı ile Cr (VI) iyonu adsorpsiyonunun incelenmesi, İ.T.Ü. 10. Endüstriyel Kirlenme Sempozyumu, 1 (1), 242-248.
17. Malkoc E, Nuhoglu Y, Dundar M, 2006. Adsorption of chromium(VI) on pomace-An olive oil industry waste: Batch and column studies, Journal of Hazardous Materials B138, 142–151. Malkoç, E., Nuhoglu Y. 2007. Sabit yataklı adsorpsiyon kolonunda prina ile sulu çözeltilerden krom giderimine pH ve kolon yüksekliğinin etkisi, Mersin Üniversitesi, Ulusal Çevre Sempozyumu, 1 ( 1), 167.
18. Marinovic, V., Ristic, M., Dostanic, M. 2005. Dynamic adsorption of trinitrotoluene on granular activated carbon, Journal of Hazardous Materials, 117, 121-128.
19. Nabi, S.A., Shahadat, M., Bushra, R., Shalla, A.H., Ahmed, F. 2010. Development of composite ionexchange adsorbent for pollutants removal from environmental wastes. Chem. Eng. J. 165, 405–412.
20. Najafi, M., Rostamian, R., Rafati, A.A. 2011. Chemically modified silica gel with thiol group as an adsorbent for retentiono some toxic soft metal ions from water and industrial effluent, Chem. Eng. J. 168, 426–432.
21. Özer, A., Özer, D., Ekiz, H.İ., Aksu, Z., Kutsal, T., Çağlar, A., 1997. Demir (III) iyonlarının Schizomeris leibleinii’ye adsorpsiyonu, Doğa -Tr. J. of Eng. and Env. Sci. 21, 183-188.
22. Ramos, R.L., Juarez Martinez, A., Guerro Coronado, R.M. 1994. Adsorption of chromium (VI) from aqueous solutions on activated carbon. Water Science and Technology, 30 (9), 191-197.
23. Sağ, Y., 1993, Atıksulardaki ağır metal iyonlarının giderilmesi ve geri kazanılması için en uygun biyosorbent türünün seçilmesi ve değişik reaktör sistemlerinin matematiksel incelenmesi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı, Doktora Tezi, 28s., Ankara.
24. Snell, F.D., Snell C.T. 1959. Colorimetric method of analysis. 2, third ed. D. Van Nostrand Company, New York, Toronto.
25. Tunali, S., Cabuk A., Akar T. 2006. Removal of lead and copper ions from aqueous solutions by bacterial strain isolated from soil. Chem Eng J. 115, 203-211.
26. Türkman, A., Aslan, Ş., Ege İ. 2001. Doğal zeolitlerle atıksulardan kurşun giderimi, DEÜ Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 3 (2), 13-19.
27. Venkateswarlu, P., Venkata Ratnam, M., Subba Rao, D., Venkateswara Rao, M. 2007. Removal of chromium from an aqueous solution using Azadirachta indica (neem) leaf powder as an adsorbent, International Journal of Physical Sciences, 2(8), 188-195.