Montmorillonit bazlı nanokiller kullanılarak kristal viyolet boyar maddesinin sulu çözeltilerden giderimi: Kinetik ve denge çalışmaları

Ferda Civan Çavuşoğlu; Şahika Sena Bayazit; Mohamed Abdel Salam

doi:10.17341/gazimmfd.1086194

Montmorillonit bazlı nanokiller kullanılarak kristal viyolet boyar maddesinin sulu çözeltilerden giderimi: Kinetik ve denge çalışmaları

Öz

Son yıllarda özellikle arıtılmadan farklı sektörlerden deşarj edilen atıklar nedeniyle su kirliliği büyük bir sorun haline gelmiştir. Bunlar arasında tekstil, deri, kâğıt ve kozmetik sektörlerinin kullandığı çeşitli boya atıkları da bulunmaktadır. Kristal viyolet (CV) yaygın olarak bilinen katyonik bir boyadır ve genellikle endüstrilerde renklendirici olarak kullanılır. CV boyası 1 ppb'de olduğunda insanlar ve hayvanlar için toksik olduğu bilinmektedir. Bu nedenle, endüstriyel atık suların deşarj edilmeden önce kristal viyoletden arıtılması çevre güvenliği için oldukça önemlidir. Bu araştırma, kristal viyolet boyar maddesinın sulu çözeltilerden uzaklaştırılması için düşük maliyetli bir malzeme olarak iki farklı montmorillonit bazlı nanokilin (B1 ve B2) etkinliğini değerlendirmeyi amaçlamıştır. Nanokillerin yapısal karakterizasyonları FTIR ve TGA yöntemleri kullanılarak analiz edilmiştir. CV adsorpsiyon prosesini etkileyebilecek tüm parametreler kesikli bir sistemde optimize edilmiştir. Adsorpsiyon prosesi üzerinde çeşitli faktörlerin (adsorban miktarı, temas süresi, çözelti pH’ı, farklı iyon etkisi, adsorpsiyon sıcaklığı, başlangıç boya konsantrasyonu) etkileri incelenmiştir. CV-nanokil adsorpsiyon sisteminin mekanizmasını araştırmak üzere yapılan deneylerde, adsorpsiyon kinetiğinin ve denge parametrelerinin, sırasıyla sözde ikinci dereceden kinetik modele ve Langmuir izoterm modeline daha iyi uyum sağladığını göstermiştir. B1 ve B2 adsorbanlarının maksimum adsorpsiyon kapasiteleri (qm) sırasıyla, 25oC'de 224,63 ve 45oC’de 360,30 mg/g olarak elde edilmiştir. Uygun yüzey ve CV iyon yükü kombinasyonu CV çözeltisinin düşük pH (≤7) değerlerinde elde edilmiştir. Yabancı iyon olarak NaCl iyonlarının varlığı, CV adsorpsiyon kapasitesini önemli ölçüde etkilememiştir. Sonuçlar değerlendirildiğinde, incelenen montmorillonit bazlı adsorbanların, CV boyasının giderilmesinde etkili ve uygun maliyetli adsorbanlar olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

1. M. Rahmat, A. Rehman, S. Rahmat, H. Nawaz, Highly efficient removal of crystal violet dye from water by MnO 2 based nanofibrous mesh / photocatalytic process, Integr. Med. Res., 1–11, 2019. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.08.038.
2. P. Rai, R.K. Gautam, S. Banerjee, V. Rawat, M.C. Chattopadhyaya, Synthesis and characterization of a novel SnFe2O4@activated carbon magnetic nanocomposite and its effectiveness in the removal of crystal violet from aqueous solution, J. Environ. Chem. Eng., 3, 2281–2291, 2015. https://doi.org/10.1016/j.jece.2015.08.017.
3. H. Jayasantha Kumari, P. Krishnamoorthy, T.K. Arumugam, S. Radhakrishnan, D. Vasudevan, An efficient removal of crystal violet dye from waste water by adsorption onto TLAC/Chitosan composite: A novel low cost adsorbent, Int. J. Biol. Macromol., 96, 324–333, 2017. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.11.077.
4. L. Sellaoui, G.L. Dotto, E.C. Peres, Y. Benguerba, É.C. Lima, A. Ben Lamine, A. Erto, New insights into the adsorption of crystal violet dye on functionalized multi-walled carbon nanotubes: Experiments, statistical physics and COSMO–RS models application, J. Mol. Liq., 248, 890–897, 2017. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2017.10.124.
5. S.P. Druzian, N.P. Zanatta, R.K. Borchardt, L.N. Côrtes, A.F.M. Streit, E.C. Severo, J.O. Gonçalves, E.L. Foletto, E.C. Lima, G.L. Dotto, International journal of biological macromolecules chitin-psyllium based aerogel for the ef fi cient removal of crystal violet from aqueous solutions, Int. J. Biol. Macromol. 179, 366–376, 2021. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.02.179.
6. A. Adak, M. Bandyopadhyay, A. Pal, Removal of crystal violet dye from wastewater by surfactant-modified alumina, 44, 139–144, 2005. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2005.01.002.
7. R. Fabryanty, C. Valencia, F.E. Soetaredjo, J.N. Putro, S.P. Santoso, A. Kurniawan, Y.H. Ju, S. Ismadji, Removal of crystal violet dye by adsorption using bentonite – alginate composite, J. Environ. Chem. Eng., 5, 5677–5687, 2017. https://doi.org/10.1016/j.jece.2017.10.057.
8. Y. Huo, H. Wu, Z. Wang, F. Wang, Y. Liu, Y. Feng, Y. Zhao, Preparation of core/shell nanocomposite adsorbents based on amine polymer-modified magnetic materials for the efficient adsorption of anionic dyes, Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp. 549, 174–183, 2018. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2018.04.021.

9. M. Hui, P. Shengyan, H. Yaqi, Z. Rongxin, Z. Anatoly, C. Wei, A highly efficient magnetic chitosan “fluid” adsorbent with a high capacity and fast adsorption kinetics for dyeing wastewater purification, Chem. Eng. J. 345, 556–565, 2018. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.03.115.
10. R. El, H. Ouachtak, A. El, A. Amedlous, E. Amaterz, R. Haounati, A. Ait, F. Akbal, N. El, M. Labd, Cationic dyes adsorption by Na-montmorillonite nano clay : Experimental study combined with a theoretical investigation using DFT-based descriptors and molecular dynamics simulations, J. Mol. Liq., 290, 111139, 2019. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111139.
11. A.Q. Alorabi, M.S. Hassan, M.M. Alam, S.A. Zabin, N.I. Alsenani, N.E. Baghdadi, Natural clay as a low-cost adsorbent for crystal violet dye removal and antimicrobial activity, Nanomaterials., 11, 2789, 2021. https://doi.org/10.3390/nano11112789.
12. G.R. Mahdavinia, J. Hasanpour, Z. Rahmani, S. Karami, H. Etemadi, Nanocomposite hydrogel from grafting of acrylamide onto HPMC using sodium montmorillonite nanoclay and removal of crystal violet dye, Cellulose., 20, 2591–2604, 2013. https://doi.org/10.1007/s10570-013-0004-6.
13. G.R. Mahdavinia, H. Aghaie, H. Sheykhloie, M.T. Vardini, H. Etemadi, Synthesis of CarAlg/MMt nanocomposite hydrogels and adsorption of cationic crystal violet, Carbohydr. Polym., 98, 358–365, 2013. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.05.096.
14. Q. Zhang, T. Zhang, T. He, L. Chen, Removal of crystal violet by clay/PNIPAm nanocomposite hydrogels with various clay contents, Appl. Clay Sci., 90, 1–5, 2014. https://doi.org/10.1016/j.clay.2014.01.003.
15. S. Boudjemaa, Preparation and caracterisation of montmorillonite-fe3+ (Mmt-fe3+) nanoclay mineral for crystal violet (cv) removal from aqueous solutions, Rev. Roum. Chim., 65, 943–953, 2020. https://doi.org/10.33224/rrch.2020.65.10.09.
16. A. Loqman, B. El Bali, J. Lützenkirchen, P.G. Weidler, A. Kherbeche, Adsorptive removal of crystal violet dye by a local clay and process optimization by response surface methodology, Appl. Water Sci., 7, 3649–3660, 2017. https://doi.org/10.1007/s13201-016-0509-x.
17. S.R. Shirsath, A.P. Hage, M. Zhou, S.H. Sonawane, M. Ashokkumar, Ultrasound assisted preparation of nanoclay Bentonite-FeCo nanocomposite hybrid hydrogel: A potential responsive sorbent for removal of organic pollutant from water, Desalination., 281, 429–437, 2011. https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.08.031.
18. G. Pugazhenthi, K. Suresh, R. Vinoth Kumar, M. Kumar, R. Rajkumar Surin, A Simple sonication assisted solvent blending route for fabrication of exfoliated polystyrene (PS)/clay nanocomposites: Role of Various Clay Modifiers, Mater. Today Proc., 5, 13191–13210, 2018. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.02.310.
19. J. Chaisamphao, S. Kiatphuengporn, K. Faungnawakij, W. Donphai, M. Chareonpanich, Effect of modified nanoclay surface supported nickel catalyst on carbon dioxide reforming of methane, Top. Catal., 64, 431–445, 2021. https://doi.org/10.1007/s11244-020-01403-y.
20. B.E. ve A.E. Ahmet Günay, Sedef Dikmen, Bazik Mavi-16 Boyarmaddesinin Kil Üzerine Adsorpsiyonu& Ahmet, Environ. Eng. Manag. J., 13, 395–405, 2014.
21. N.A. Halim, Z.A. Ibrahim, A.B. Ahmad, Intercalation of water and guest molecules within Ca2+- Montmorillonite : DSC studies in low temperature range, J. Therm. Anal. Calorim., 102, 983–988, 2010. https://doi.org/10.1007/s10973-010-0860-3.
22. F.C. Çavuşoğlu, S. Akan, E.A. Arı, E. Çetinkaya, E. Çolak, G.N. Daştan, S. Deniz, D. Erdem, M. Köksal, S. Korkmaz, N. Onsekiz, B. Oruçoğlu, D. Özkaya, H.B. Uslu, Ç. Ünal, O. Yıldız, Ş. Özkara-Aydınoğlu, Ş.S. Bayazit, Preparation of magnetic activated carbon-chitosan nanocomposite for crystal violet adsorption, Korean J. Chem. Eng. 36, 1915–1921, 2019. https://doi.org/10.1007/s11814-019-0377-9.
23. Lagergren S., Zur theorie der sogenennten adsorption geloster stoffe. Kungliga Svenska Vetenskapsakademiens Handlingar, 24, 1–39, 1898.
24. Ho, Y.S., McKay, G., Pseudo-second order model for sorption processes. Process Biochem., 34, 451–465, 1999.
25. Langmuir, I., The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica and platinum, Journal of the American Chemical Society, 40, 1361–1403, 1918.
26. Freundlich, H., Kapillarchemie eine Darstellung der Chemie der Kolloide und verwandter Gebiete, Akademische Verlagsgesellschaft, 1909.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Ferda Civan Çavuşoğlu ^*
0000-0003-1401-7607
Türkiye

Şahika Sena Bayazit
0000-0001-9643-4855
Türkiye

Mohamed Abdel Salam
0000-0002-1184-3586
Saudi Arabia

Yayımlanma Tarihi

6 Ocak 2023

Gönderilme Tarihi

12 Mart 2022

Kabul Tarihi

17 Eylül 2022

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2023 Cilt: 38 Sayı: 3

DOI

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1086194

IZ

https://izlik.org/JA76GS22NA

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Civan Çavuşoğlu, F., Bayazit, Ş. S., & Salam, M. A. (2023). Montmorillonit bazlı nanokiller kullanılarak kristal viyolet boyar maddesinin sulu çözeltilerden giderimi: Kinetik ve denge çalışmaları. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 38(3), 1907-1918. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1086194

AMA

1.Civan Çavuşoğlu F, Bayazit ŞS, Salam MA. Montmorillonit bazlı nanokiller kullanılarak kristal viyolet boyar maddesinin sulu çözeltilerden giderimi: Kinetik ve denge çalışmaları. GUMMFD. 2023;38(3):1907-1918. doi:10.17341/gazimmfd.1086194

Chicago

Civan Çavuşoğlu, Ferda, Şahika Sena Bayazit, ve Mohamed Abdel Salam. 2023. “Montmorillonit bazlı nanokiller kullanılarak kristal viyolet boyar maddesinin sulu çözeltilerden giderimi: Kinetik ve denge çalışmaları”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 38 (3): 1907-18. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1086194.

EndNote

Civan Çavuşoğlu F, Bayazit ŞS, Salam MA (01 Ocak 2023) Montmorillonit bazlı nanokiller kullanılarak kristal viyolet boyar maddesinin sulu çözeltilerden giderimi: Kinetik ve denge çalışmaları. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 38 3 1907–1918.

IEEE

[1]F. Civan Çavuşoğlu, Ş. S. Bayazit, ve M. A. Salam, “Montmorillonit bazlı nanokiller kullanılarak kristal viyolet boyar maddesinin sulu çözeltilerden giderimi: Kinetik ve denge çalışmaları”, GUMMFD, c. 38, sy 3, ss. 1907–1918, Oca. 2023, doi: 10.17341/gazimmfd.1086194.

ISNAD

Civan Çavuşoğlu, Ferda - Bayazit, Şahika Sena - Salam, Mohamed Abdel. “Montmorillonit bazlı nanokiller kullanılarak kristal viyolet boyar maddesinin sulu çözeltilerden giderimi: Kinetik ve denge çalışmaları”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 38/3 (01 Ocak 2023): 1907-1918. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1086194.

JAMA

1.Civan Çavuşoğlu F, Bayazit ŞS, Salam MA. Montmorillonit bazlı nanokiller kullanılarak kristal viyolet boyar maddesinin sulu çözeltilerden giderimi: Kinetik ve denge çalışmaları. GUMMFD. 2023;38:1907–1918.

MLA

Civan Çavuşoğlu, Ferda, vd. “Montmorillonit bazlı nanokiller kullanılarak kristal viyolet boyar maddesinin sulu çözeltilerden giderimi: Kinetik ve denge çalışmaları”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 38, sy 3, Ocak 2023, ss. 1907-18, doi:10.17341/gazimmfd.1086194.

Vancouver

1.Ferda Civan Çavuşoğlu, Şahika Sena Bayazit, Mohamed Abdel Salam. Montmorillonit bazlı nanokiller kullanılarak kristal viyolet boyar maddesinin sulu çözeltilerden giderimi: Kinetik ve denge çalışmaları. GUMMFD. 01 Ocak 2023;38(3):1907-18. doi:10.17341/gazimmfd.1086194

Comparison of Dye Adsorption of Chitosan and Polyethylenimine Modified Bentonite Clays: Optimization, Isotherm, and Kinetic Studies

ACS Omega

https://doi.org/10.1021/acsomega.3c07509

From cornfield to catalyst support: Eco-friendly synthesis of Cu/CuO nanoparticles, immobilization on the waste corn husk fibers, photocatalytic exploration and bioactivity evaluation

Chemosphere

https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2024.143328

Montmorillonit bazlı nanokiller kullanılarak kristal viyolet boyar maddesinin sulu çözeltilerden giderimi: Kinetik ve denge çalışmaları

Montmorillonit bazlı nanokiller kullanılarak kristal viyolet boyar maddesinin sulu çözeltilerden giderimi: Kinetik ve denge çalışmaları

Öz

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

Ayrıntılar

Birincil Dil

Konular

Bölüm

Yazarlar

Yayımlanma Tarihi

Gönderilme Tarihi

Kabul Tarihi

Yayımlandığı Sayı

DOI

IZ

Kaynak Göster

Cited By

TREATMENT OF TEXTILE WASTEWATER WITH CHERRY LAUREL LEAVES AND WASTE POTATO PEELS

Atık sulardan boyar madde giderimi için çeltik artıklarından karbon esaslı sorbentlerin hazırlanması

Zeytinyağı üretimi atıklarının poliamid (6.6) boyamacılığında kullanım olanaklarının araştırılması

Comparison of Dye Adsorption of Chitosan and Polyethylenimine Modified Bentonite Clays: Optimization, Isotherm, and Kinetic Studies

From cornfield to catalyst support: Eco-friendly synthesis of Cu/CuO nanoparticles, immobilization on the waste corn husk fibers, photocatalytic exploration and bioactivity evaluation