Adsorption Conditions Investigation of Reactive RED 120 Dyes on the Silica-Based Porous Material

Öz

The main aim of this project is the investigation of adsorption conditions of Reactive Red 120 dye on the silica-based material. Chemical dyes in the industrial wastewaters threaten significantly the environment and human health. In this study, ıt was investigated that RR120 dye in the textile wastewater removed by adsorption method and reduced to harmful effects of discharged wastewater to the environment. These dyes used in the textile products which have the negative impact on the habitat. Silicate structured mesoporous materials are used to adsorption of dyes due to its larger surface areas, narrow pore size distributions and high thermal stability. In addition, they have industrial applications such as catalyst, sorption etc.,. In this context firstly, study synthesis of silica-based  materials(MCM-41, SBA-15)  were carried out by hydrothermal. Then, calcination of materials were carried out between 500-600°C determined according to literature. Surface charge, pore size distribution etc. physical properties of the synthesized and calcined materials were determined by BET, ZETA, XRD and SEM analysis methods  and  they optimization studies were conducted by adsorption of RR120 dye. For this purpose, in the batch system, pH, amount of adsorbent, effect of the time and start concentration of dye were investigated. According to the analysis results, the best results were obtained by the MCM-41 material.

Anahtar Kelimeler

• Silica,Hydrothermal Method,Adsorption,RED 120

Reactive RED 120 Boyarmaddesinin Silika Esaslı Gözenekli Malzeme Üzerine Absorpsiyon Koşullarının İncelenmesi

Öz

Gerçekleştirilen bu çalışmanın temel amacı: Reactive RED 120(RR120) boyarmaddesinin silika esaslı malzeme üzerine adsorpsiyon koşullarının incelenmesidir. Endüstriyel atık sular içerisindeki kimyasal boyarmaddeler nedeniyle insan ve çevre sağlığını ciddi ölçüde tehdit etmektedirler. Bu proje kapsamında doğaya deşarj edilen tekstil atık suları içerisinde bulunan RR120 boyarmaddesinin adsorpsiyon yöntemiyle giderimi araştırılmıştır. Tekstil üretiminde kullanılan bu tür boyalar çevre üzerinde olumsuz etkilere sahiptir. Bu boyaların adsorpsiyonunda kullanılacak silika esaslı malzemeler; yüksek termal kararlılık, düzenli gözenek dağılımları ve yüksek yüzey alanlarına sahip olmaları nedeniyle, sorpsiyon, katalizör vb. gibi alanlarda endüstriyel olarak kullanılan maddelerdir. Bu kapsamda ilk olarak silika esaslı malzemelerin(MCM-41, SBA-15) sentezi hidrotermal yöntemle gerçekleştirilmiştir. Daha sonra malzemelerin kalsinasyonları literatüre göre belirlenen 500-600°C sıcaklıkları arasında yapılmıştır. Sentezlenen ve kalsinasyon işlemleri tamamlanan malzemelerin yüzey yükü, gözenek dağılımı, gibi bazı fiziksel özellikleri BET, ZETA, XRD ve SEM analiz yöntemleriyle incelenmiş ve RR120 boyarmaddesinin adsorpsiyonunda, optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Bu amaçla kesikli sistemde pH, adsorban miktarı, süre ve başlangıç boyarmadde derişiminin etkisi araştırılmıştır. Analiz sonuçlarına göre en iyi sonuçlar, MCM-41 malzemesiyle elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Silika,Hidrotermal Yöntem,Adsorpsiyon,Reactive Red 120

Kaynakça

1. 1. Campanati, M., Fornasari, G., Vaccari, A., “ Fundamentals in the preparation of heterogeneous catalysts”, Catalysis Today, 77,299-314,(2003).
2. 2. Şimşek, V., Değirmenci,L., Mürtezaoğlu, K.,” Synthesis of silicotungstic acid SBA-15 catalyst for selective monoglyceride production”. Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis. 17-11-2015.
3. 3. Şimşek, V., Mürtezaoğlu, K., "Investigation of Lauric Acid Conversion with the STA Incorporated Heterogeneous Catalysts in the Liquid Phase Reaction". BŞEÜ Fen Bilimleri Dergisi, 6(1),91-103, 2019.
4. 4. Kocaer, F., O., Alkan, U., “Boyar madde içeren tekstil atıksularının arıtım alternatifleri” Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 7, Sayı 1, 47-55, 2002.
5. 5. Burcu UÇAR, Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Yüksek Lİsans Tezi, 2007.
6. 6. Hamutoğlu, R., Dinçsoy, A., B., Duman-Cansaran, D., Aras, S., “Biosorption, adsorption, phytoremediation methods and applications” Turk Hij Den Biyol Derg: 69(4): 235 – 253, 2012.
7. 7. Kipling, I. I.. Adsorption from solutions of Non – Electdytes,Academic Pres, N. Y., London 1965.
8. 8. Gülbahar Akkaya, Dicle Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi 2012.

9. 9. Başer İ, İnancı YB . Boyarmadde Kimyası. Marmara Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Tekstil Eğitimi Bölümü Yayını, İstanbul 1991.
10. 10. Mass, R., Chaudhari, S. (2005) Adsorption and biological decolorization of azo dye Reactive Red-2 in semi continuous anaerobic reactors. Process Biochem. 40, 699–705.
11. 11. http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/r0378?lang=en®ion=TR)17.10.2017.
12. 12. Zhao, O., Zhou, X., Li, Y., Li, M., Jiang, T., Yin, H., Li, C. Effect of the thermal and hydrothermal treatment on textural properties of Zr-MCM-41 mesoporous molecular sieve.Applied Surface Science, 255, 6397-6403(2009).
13. 13. Şimşek, V., 'Asidik katalizör sentezi, karakterizasyonu, katalitik aktivitesinin gliserol esterleşme reaksiyonunda incelenmesi'.Doktora Tezi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü .Ankara(2015).
14. 14. Güçbilmez, Y.,Vanadium and molybdenium incorporated MCM-41 catalysis for selective oxidation. Doktora Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 27-33. (2005).
15. 15. Sener, C., Dogu, T., Dogu, G. Effects of synthesis conditions on the structure of Pd incorporated MCM-41 type mesoporous nanocomposite catalytic materials with high Pd/Si ratios. Microporous and mesoporous materials, 94, 89–98. (2006).