Kitosan-Vermikülit Kompoziti Kullanılarak Sulu Çözeltiden Etkin Kurşun Giderimi: Denge, Kinetik ve Termodinamik Çalışmalar
Abstract
Bu çalışmada, sulu çözeltiden kurşun iyonlarının
etkin giderimi için düşük maliyetli, doğal etkin bir adsorban, kitosan (Ch) –
vermikülit (V) kompozit materyali sentezlenmiştir. Ch-V kompoziti FT-IR SEM-EDX
ve PZC analizleri ile karakterize edilmiştir. Pb2+ için Ch-V
kompozitinin adsorban özellikleri adsorpsiyonun pH, derişim, kinetik (zaman),
termodinamik (sıcaklık) ve geri kazanım açısından değerlendirilmiştir. Elde
edilen deneysel veriler Langmiur, Freundlich ve Dubinin Radushkevich izoterm
modellerine uygulanmış ilgili parametreler türetilmiştir. Langmiur eiştliğinden
maksimum adsorpsiyon
kapasitesi 0.154 molkg-1 ve KL değeri ise 3441 Lmol-1
olarak bulunmuştur. Freudlich modelinden adsorpsiyon kapasitesinin bir ölçüsü
olan XF 10.3 ve β yüzey heterojenliği ise 0.537 bulunmuştur.
Sonuçlar deneysel verilerin Freundlich modeline daha iyi uyum sağladığını
ortaya koymuştur. Dubinin Radushkevich modelinden adsorpsiyon
enerjisi 9.7 kJ mol-1 olarak bulunmuştur ki bu durum adsorpsiyon
sürecinin kimyasal olduğunu ifade etmektedir. Adsorpsiyon kinetiğinin yalancı
ikinci derece modele uyum sağladığı görülmüştür. Adsorpsiyonun termodinamik
değerlendirilmesinden ΔH0 değeri 5.09 kjmol-1 bulunmuştur
ki bu durum adsorpsiyonun endotermik olduğunu işaret eder. ΔS0 ise
69.7 Jmol-1K-1 olarak bulunmuştur ki bu durum adsorpsiyon
sürecinde biyosorbent/çözelti arayüzündeki rastgelelikte bir artma olduğunu
gösterir. 298.15 0C için Gibbs serbest enerji değişimi, -15.7 kJ mol-1
olarak bulunmuştur ve bu durum adsorpsiyonun kendiliğinden olduğunu
göstermiştir. Geri kazanım çalışmaları Ch-V kompozitinin iyi bir
adsorpsiyon/desorpsiyon performansına sahip olduğunu göstermiştir.
Keywords
References
- L. Jin and R. Bai, “Mechanisms of Lead Adsorption on Chitosan/PVA Hydrogel Beads,” Langmuir, vol. 18, no. 25, pp. 9765–9770, 2002.
- F. Banat, B. Al-Bashir, S. Al-Asheh, and O. Hayajneh, “Adsorption of phenol by bentonite,” Environmental Pollution, vol. 107, no. 3, pp. 391–398, 2000.
- V. Meshko, L. Markovska, M. Mincheva, and A. Rodrigues, “Adsorption of basic dyes on granular acivated carbon and natural zeolite,” Water Research, vol. 35, no. 14, pp. 3357–3366, 2001.
- A. Sarı, D. Çıtak, and M. Tuzen, “Equilibrium, thermodynamic and kinetic studies on adsorption of Sb(III) from aqueous solution using low-cost natural diatomite,” Chemical Engineering Journal, vol. 162, no. 2, pp. 521–527, 2010.
- T. Mathialagan and T. Viraraghavan, “Adsorption of Cadmium from Aqueous Solutions by Vermiculite,” Separation Science and Technology, vol. 38, no. 1, pp. 57–76, 2003.
- A. B. Albadarin, C. Mangwandi, A. A. H. Al-Muhtaseb, G. M. Walker, S. J. Allen, and M. N. Ahmad, “Kinetic and thermodynamics of chromium ions adsorption onto low-cost dolomite adsorbent,” Chemical Engineering Journal, vol. 179, pp. 193–202, 2012.
- R. Schmuhl, H. Krieg, and K. Keizer, “Adsorption of Cu(II) and Cr(VI) ions by chitosan: kinetics and equilibrium studies,” Water SA, vol. 27, no. 1, 2004.
- X. Guo, S. Zhang, and X.-Q. Shan, “Adsorption of metal ions on lignin,” Journal of Hazardous Materials, vol. 151, no. 1, pp. 134–142, 2008.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Engineering
Journal Section
Research Article
Authors
Publication Date
January 28, 2020
Submission Date
February 24, 2019
Acceptance Date
August 29, 2019
Published in Issue
Year 2020 Volume: 8 Number: 1
Cited By
Nickel (Ni+2) Adsorption on Borax Production Waste from Industrial Wastewater
Academic Platform Journal of Engineering and Science
https://doi.org/10.21541/apjes.827905Doğal ve Asitle Aktive Edilmiş Siirt/Koçpınar Kili Kullanılarak Atık Sulardan Malahit Yeşili Boyar Maddesinin Uzaklaştırılması
Sinop Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi
https://doi.org/10.33484/sinopfbd.1016061Removal of Pb2+ ions from aqueous medium by using chitosan-diatomite composite: equilibrium, kinetic and thermodynamic studies
Journal of the Turkish Chemical Society Section A: Chemistry
https://doi.org/10.18596/jotcsa.634590Utilization of borax production waste in zinc (Zn +2 ) adsorption from industrial wastewater
Toxicological & Environmental Chemistry
https://doi.org/10.1080/02772248.2024.2441833