Yıl 2020, Cilt , Sayı 18, Sayfalar 552 - 561 2020-04-15

Manyetik Aktif Karbon/ZnO kompozitinin Sentezlenmesi ve Boyar Madde Giderimi Üzerine Denge ve Kinetik Uygulaması
Synthesis of Magnetic Activated Carbon / ZnO Composite and Equilibrium and Kinetics Application on the Removal of Dyestuff

Eda ÇİV [1] , Atakan TOPRAK [2] , Kadriye BOZGEYİK [3]


Bu çalışmamızda, atık kauçuktan kimyasal aktivasyonu ile aktif karbon, ardından da tek basamakta termal yöntem ile manyetik aktif karbon/ZnO nanokompozitleri sentezlenmiştir. Sentezlenen kompozitlerin sulu çözeltide boyar madde adsorpsiyon denge ve kinetik çalışmaları incelenmiştir. Nanokompozitlerin fizikokimyasal özellikleri ve karakterizasyonu azot adsorpsiyonu, SEM-EDAX ve XRD ile belirlenmiştir. Beş farklı manyetik aktif karbon/ZnO nanokompozitlerinin sulu çözeltide Malahit yeşili (MY) için Langmuir ve Freunlich izoterm modelinde uygulanarak adsorpsiyon kapasiteleri belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre en yüksek adsorpsiyon kapasitesi hekza metilen tetra amin (HMTA) ve ZnCl2 ile üretilen manyetik nanokompozitte 502.5 mg/g olarak bulunmuştur. Adsorpsiyon kinetiği için birinci ve ikinci mertebe kinetik modeller kullanılmıştır. Yapılan kinetik çalışmalarda beş nanokompozitinde birinci dereceden hız sabitine uyduğu bulunmuştur.
In this study, activated carbon was prepared by chemical activation from waste rubber, and then magnetic activated carbon/ZnO nanocomposites were synthesized by single step thermal method. The equilibrium and kinetic study of dye adsorption in aqueous solution of synthesized composites was investigated. Physicochemical properties and characterization of nanocomposites were determined by nitrogen adsorption, SEM-EDAX and XRD. Adsorption capacities of five different magnetic activated carbon / ZnO nanocomposites were calculated by applying Langmuir and Freundlich isotherm models for Malachite green (MY) in aqueous solution. According to the results, the highest adsorption capacity was found to be 502.5 mg/g in the magnetic nanocomposite produced by hexamethylene tetraamine (HMTA) and ZnCl2. First and second order kinetic models were used for adsorption kinetics. Accordingly, five nanocomposites were found to match the pseudo-first-order kinetics.
  • Akkurt, F., Benli, S., & Alicilar, A. (2005). Dispers Kirmizi 1 Tekstil Boyasinin Karakterizasyonu Ve Uygulanabilirliğinin Araştirilmasi. Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 20(4).
  • Aluigi, A., Rombaldoni, F., Tonetti, C., & Jannoke, L. (2014). Study of Methylene Blue adsorption on keratin nanofibrous membranes. Journal of hazardous materials, 268, 156-165.
  • Chaki, S., Malek, T. J., Chaudhary, M., Tailor, J., & Deshpande, M. (2015). Magnetite Fe3O4 nanoparticles synthesis by wet chemical reduction and their characterization. Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, 6(3), 035009.
  • Do, M. H., Phan, N. H., Nguyen, T. D., Pham, T. T. S., Nguyen, V. K., Vu, T. T. T., et al. (2011). Activated carbon/Fe3O4 nanoparticle composite: Fabrication, methyl orange removal and regeneration by hydrogen peroxide. Chemosphere, 85(8), 1269-1276.
  • Erdoğan, F. O. Düşük Maliyetli Adsorbentler Üzerine Dispers Sarı 211 Tekstil Boyasının Adsorpsiyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17(3), 889-898.
  • Freundlich, H. (1926). Colloid & capillary chemistry: Methuen & co. ltd.
  • Fuertes, A. B., & Tartaj, P. (2006). A facile route for the preparation of superparamagnetic porous carbons. Chemistry of Materials, 18(6), 1675-1679.
  • Ho, Y.-S., & McKay, G. (1999). Pseudo-second order model for sorption processes. Process biochemistry, 34(5), 451-465.
  • Kopac, T., Sulu, E., & Toprak, A. (2016). Effect of KOH treatment on bituminous coal for the effective removal of Basic Blue 41 dye from aqueous solutions. Desalination and Water Treatment, 57(59), 29007-29018.
  • Kopac, T., & Toprak, A. (2007). Preparation of activated carbons from Zonguldak region coals by physical and chemical activations for hydrogen sorption. International Journal of Hydrogen Energy, 32(18), 5005-5014.
  • Lagergren, S. (1898). Zur theorie der sogenannten adsorption geloster stoffe. Kungliga svenska vetenskapsakademiens. Handlingar, 24, 1-39.
  • Langmuir, I. (1916). The constitution and fundamental properties of solids and liquids. Part I. Solids. Journal of the American chemical society, 38(11), 2221-2295.
  • Toprak, A., & Bozgeyik, K. Examination of the Effects of Activated Carbon Produced from Coal Using Single-Step H3PO4/N2+ H2O Vapor Activation on the Adsorption of Bovine Serum Albumin at Different Temperatures and pH Values. Journal of the Turkish Chemical Society, Section A: Chemistry, 5(1), 219-236.
  • Wang, D.-W., Li, F., Lu, G. Q., & Cheng, H.-M. (2008). Synthesis and dye separation performance of ferromagnetic hierarchical porous carbon. Carbon, 46(12), 1593-1599.
  • Yang, N., Zhu, S., Zhang, D., & Xu, S. (2008). Synthesis and properties of magnetic Fe3O4-activated carbon nanocomposite particles for dye removal. Materials Letters, 62(4-5), 645-647.
  • Yener, J., Kopac, T., Dogu, G., & Dogu, T. (2006). Adsorption of Basic Yellow 28 from aqueous solutions with clinoptilolite and amberlite. Journal of Colloid and Interface Science, 294(2), 255-264.
  • Zheng, X., Feng, S., Wang, X., Shi, Z., Mao, Y., Zhao, Q., et al. (2019). MSNCs and MgO-MSNCs as drug delivery systems to control the adsorption kinetics and release rate of indometacin. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences, 14(3), 275-286.
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0000-0000-0000
Yazar: Eda ÇİV
Kurum: Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü, Zonguldak
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0003-0008-1456
Yazar: Atakan TOPRAK (Sorumlu Yazar)
Kurum: Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Kimya ve Kimyasal İşleme Teknolojisi Bölümü, Zonguldak
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0000-0000-0000
Yazar: Kadriye BOZGEYİK
Kurum: Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Kimya Bölümü, Zonguldak
Ülke: Turkey


Destekleyen Kurum Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi
Proje Numarası 2018-52349806-01
Teşekkür Bu çalışma Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi (proje no: 2018-52349806-01) tarafından desteklenmiştir.
Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 15 Nisan 2020

APA ÇİV, E , TOPRAK, A , BOZGEYİK, K . (2020). Manyetik Aktif Karbon/ZnO kompozitinin Sentezlenmesi ve Boyar Madde Giderimi Üzerine Denge ve Kinetik Uygulaması. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi , (18) , 552-561 . DOI: 10.31590/ejosat.673884