Farklı SUVA Değerine Sahip Sulardan Karbon Nanotüpler ile Doğal Organik Maddenin Adsorptif Giderimi

Yıl 2023, Cilt: 39 Sayı: 2, 342 - 349, 31.08.2023

Seda Tözüm Akgül Şerife Kaya Mehmet Kitiş Şehnaz Şule Bekaroğlu

Öz

Farklı SUVA değerine sahip sentetik çözeltilerden ve doğal sulardan karbon nanotüpler (KNT) kullanılarak doğal organik madde (DOM) giderimi çalışılmıştır. KNT’ler kıyaslama yapmak amacıyla asitle modifiye edilerek de kullanılmıştır. KNT’nin asitle modifikasyonu sonucu, karbon yüzey fonksiyonel gruplarının değiştiği gözlenmiştir. Deneysel sonuçlar, DOM gideriminde orijinal KNT’lerin, modifiye KNT’lerden çok daha etkili olduğunu göstermiştir. Orijinal KNT’ler ile farklı sentetik çözeltilerden %80’e varan UV absorbans giderim verimleri sağlanırken modifiye KNT’ler ile en fazla %22 UV absorbans giderim verimi elde edilebilmiştir. Orijinal KNT’ler ile en yüksek DOM giderim verimi, en yüksek SUVA değerine (6,1 L/mg org-C. m) sahip olan 1R107F kodlu sentetik çözeltide elde edilmiş olup %79,5 UV254 absorbans giderimi ve % 55,5 ÇOK giderimi sağlanmıştır. Bu durum orijinal KNT’lerin, tercihen DOM’un UV absorplayan fraksiyonunu gidermekte etkili olduklarını göstermektedir. Düşük SUVA (0,8 L/ mg org-C. m) değerine sahip doğal su numunesinde ise sırasıyla elde edilen UV254 absorbans ve ÇOK giderim verimleri %65,7 ve %45,2’dir.

Anahtar Kelimeler

Karbon nanotüp, İçme suyu, Doğal Organik Madde, Spesifik UV absorbansı, Hümik Asitler

Kaynakça

• [1] Khodabakhshi, A., Farssani, A. R., Sedehi, M., Sadeghi, M. 2023. Removal of Natural Organic Matter (NOM) from Aqueous Solutions by Multi-Walled Carbon Nanotube Modification with Magnetic Fe3O4 Nanoparticles, HindawiInternational Journal of Chemical Engineering, 13 pages.
• [2] Tözüm Akgül, S, Yiğit, N.Ö. 2017. Natural Organic Matter Removal by Catalytic Ozonation using Original and Surface-Modified Waste and Natural Materials. Desalination and Water Treatment, 67:117-124.
• [3] Matilainen, A., Gjessing, E., Lahtinen, T., Hed, L., Bhatnagar, A. and Sillanpää, M. 2011. An overview of the methods used in the characterization of natural organic matter (NOM) in relation to drinking water treatment. Chemosphere, 83: 1431–1442.
• [4] Edzwald, J.K., Tobiason, J.E. 1999. Enhanced coagulation: USA requirements and a broader view. Water Science Technology, 40 (9), 63–70.
• [5] Ateş, N., Kitiş, M., Yetiş, U, 2007. Formation of chlorination by-products in waters with low SUVA-correlations with SUVA and differential UV spectroscopy. Water Research, 41, 4139 – 4148.
• [6] Marais, S.S., Ncube E.J., Msagati, T.A.M., Mamba, B.B., Nkambule, T.T.I. 2019. Assessment of trihalomethane (THM) precursors using specific ultraviolet absorbance (SUVA) and molecular size distribution (MSD), Journal of Water Process Engineering, 27, 143–151.
• [7] Weishaar, J. L., Aiken, G. R., Bergamaschi, B. A., Fram, M. S., Fujii, R., Mopper, K. 2003. Evaluation of Specific Ultraviolet Absorbance as an Indicator of the Chemical Composition and Reactivity of Dissolved Organic Carbon, Environmental Science Technology, 2003, 37, 4702-4708.
• [8] Kaplan Bekaroğlu, Ş. Ş., Ateş, N., Kitiş, M. 2021. Removal of Natural Organic Matter by Steel Slag through Adsorption and Catalytic Oxidation. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11(3): 1866-1873. Doi: 10.21597/jist.910865
• [9] Tözüm Akgül, S., Kaplan Bekaroğlu, Ş. Ş., Yiğit, N. Ö. 2019. Adsorpsiyon ve İyon Değişimi Prosesleriyle İçme Sularından Doğal Organik Madde Giderimi, Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 24(3). Doi: 10.17482/uumfd.584151
• [10] Jacquin, C., Yu, D., Sander, M., Domagala, K. W., Traber,J., Morgenroth, E., Julian, T. R. (2020). Competitive co-adsorption of bacteriophage MS2 and natural organic matter onto multiwalled carbon nanotubes, Water Research X, 9,100058.
• [11] Fiyadh, S. S., AlSaadi, M. A., Jaafar, W. Z., AlOmar, M. K., Fayaed, S. S., Mohd, N. S., Hin, L. S., El-Shafie, A. 2019. Review on heavy metal adsorption processes by carbon nanotubes. Journal of Cleaner Production 230 783- 793.
• [12] Mashkoor, F., Nasar, A. 2020. Carbon nanotube-based adsorbents for the removal of dyes from waters: a review. Environmental Chemistry Letters. 18 (3), 605–629. Doi:10.1007/s10311-020-00970-6.
• [13] Zhang, S., Shao, T., Karanfil, T. 2011. The effects of dissolved natural organic matter on the adsorption of synthetic organic chemicals by activated carbons and carbon nanotubes, Water Research, 45 (2011) 1378– 1386.
• [14] Ateia, M., Apul, O.G., Shimizu, Y., Muflihah, A., Yoshimura, C., Karanfil, T. 2017. Elucidating adsorptive fractions of natural organic matter on carbon nanotubes. Environmental Science and Technology. 51, 7101- 7110.
• [15] Shimizu, Y., Ateia, M., Yoshimura, C. 2018. Natural organic matter undergoes different molecular sieving by adsorption on activated carbon and carbon nanotubes. Chemosphere 203, 345-352.
• [16] Wang F., Yao J., Chen H., Yi Z., Xing B., 2013. Sorption of humic acid to functionalized multi-walled carbon nanotubes. Environmental Pollution, 180, 1- 6.
• [17] Engel, M., Chefetz, B. 2016. Adsorption and desorption of dissolved organic matter by carbon nanotubes: Effects of solution chemistry, Environmental Pollution, 213, 90-98.
• [18] Gupta, V.K., Kumar, R, Nayak, A., et al. 2013. Adsorptive removal of dyes from aqueous solution onto carbon nanotubes: a review. Adv Colloid Interface Sci, 193–194: 24–34.
• [19] Göde, Ş. 2015. Adsorpsiyon ve Membran Prosesleriyle Su ve Atıksu Arıtımında Organik Madde Giderimi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 86 s, Isparta.
• [20] APHA (American Public Health Association), Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th ed., American Public Health Association, Washington, D.C., 1998.
• [21] Engel, M., Chefetz, B. 2015. Adsorptive fractionation of dissolved organic matter (DOM) by carbon nanotubes, Environmental Pollution, 197, 287-294.
• [22] Ali, P. A., Reza, M. M., Hossein, S. M. 2010. Removal of dissolved organic carbon by multi-walledcarbon nanotubes, powdered activated carbon and granular activated carbon, Research Journal of Chemistry and Environment, 14 (4).