NaX Nano-taneciklerin ağır metal ve boyar maddelere karşı adsorpsiyon kapasitelerinin belirlenmesi

Öz

Endüstriyel atık sular içerisinde bulunan ağır metal iyonlarının giderimi için adsorpsiyon etkili bir yöntemdir. Kullanılan adsorbentlerin verimliliğinin artırılması tanecik boyutunun mikron altına indirgenmesiyle mümkündür. Dolayısıyla, bu çalışmada zeolit nano-tanecikler klasik hidrotermal yönteme göre sentezlenerek kurşun, nikel, bakır, gümüş ve metilen mavisi için adsorpsiyon kapasiteleri kesikli proseslerde 25˚C sabit sıcaklıkta, farklı adsorbent ve kirletici konsantrasyonlarında belirlenmiştir. X-ışını kırınımı (XRD), elektron taramalı mikroskop (SEM) ve enerji dağılımlı X-ışını (EDX) analiz sonuçları, üretilen zeolit nanotaneciklerin, yaklaşık 170 nm boyutunda çok küçük ve düzgün tanecik yapısına sahip, Si/Al oranı 1.24 olan saf NaX-FAU olduğunu göstermiştir. 25˚C’de yapılan kesikli adsorpsiyon çalışmaları, NaX nanotaneciklerin kirletici bileşenlere karşı yüksek afiniteye sahip olduğunu göstermiştir. Başlangıç metal iyonu ve boyar madde konsantrasyonlarının artırıldığı durumlarda, NaX sorpsiyon kapasitesi artmıştır ve kurşun, nikel, bakır, gümüş ve metilen mavisi için sırasıyla 0.99, 1.33, 2.11, 1.89 ve 0.15 mmol/g maksimum değerlere ulaşmıştır. Sips izoterm model denklemi bütün kirleticiler için elde edilen deneysel denge değerlerini başarılı bir şekilde tanımlamıştır. NaX’in gerçek bir atıksu içerisindeki ağır metal adsorpsiyon deneyleri, çözelti içerisinde kalsiyum ve potasyum iyon konsantrasyonlarının yüksek olmasına rağmen, düşük konsantrasyondaki kurşun ve nikeli yüksek oranda tutabileceğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

• Adsorpsiyon,Ağır metal,Boyar madde,Zeolit nano-tanecik

Kaynakça

1. Referans1 Babel S., Kurniawan T.A, Low cost adsorbents for heavy metals uptake from contaminated water: a review, Journal of Hazardous Materials B97 219-243 2003
2. Referans2 Sorme L., Lagerkvist R, Sources of heavy metals in urban wastewater in Stockholm, Science of the Total Environment 298 131-145 2002
3. Referans3 Aziz H.A, Adlan M.N, Ariffin K.S, Heavy metals (Cd, Pb, Zn, Ni, Cu and Cr(III)) removal from water in Malaysiz: post treatment by high quality limestone, Bioresource Technology 99 1578-1583 2008
4. Referans4 Kurniawan T.A, Chang G.Y.S, Lo W.H, Babel S, Physico-chemical treatment techniques for wastewater laden with heavy metals, Chemical Engineering Journal 118 83-98 2006
5. Referans5 Barakat M.A, New trends in removing heavy metals from industrial wastewater: a review, Arabian Journal of Chemistry, in Press 2010
6. Referans6 Özge C., Devrim B, Semra Ü, Batch and column studies on heavy metal removal using a local zeolitic tuff Desalination, 259 17-21 2010
7. Referans7 Bose P, Bose M.A, Kumar S, Critical evaluation of treatment strategies involving adsorption and chelation for wastewater containing copper, zinc and cyanide, Advannces in Environmental Research 7 179-195 2002
8. Referans8 Ansari M., Aroujalian A., Raisi A., Dabir B., Fathizadeh M., Preparation and characterization of nano-NaX zeolite by microwave assisted hydrothermal method Advanced Powder Technology 25 722-727 2014

9. Referans9 Zhan B.Z., White M.A., Lumsden M., Neuhaus J.M., Robertson K.N., Cameron T.S., Gharghouri M., Control of particle size and surface properties of crystals of NaX Zeolite Chemistry of Materials 14 3636-3642 2002
10. Referans10 Liu, Y., Is the free energy change of adsorption correctly calculated? Journal of Chemical Engineering Data 54 1981–1985 2009
11. Referans11 Harris, D.C., Quantitative Chemical Analysis, 8th ed. W.H. Freeman and Company, New York, 2010
12. Referans12 Fathizadeh M., Aroujaliana A., Raisi A., Effect of added NaX nano-zeolite into polyamide as a top thin layer of membrane on water flux and salt rejection in a reverse osmosis process Journal of Membrane Science 375 88–95 2011
13. Referans13 Nibou D., Mekatel H., Amokrane S., Barkat M., Trari M., Adsorption of Zn2+ ions onto NaA and NaX zeolites: Kinetic, equilibrium and thermodynamic studies, Journal of Hazardous Materials 173 637–646 2010
14. Referans14 Malamisa S., Katsoua E., A review on zinc and nickel adsorption on natural and modified zeolite, bentonite and vermiculite: Examination of process parameters, kinetics and isotherms Journal of Hazardous Materials 252– 253 428– 461 2013
15. Referans15 Rad L. R., Momeni A., Ghazani B. F., Irani M., Mahmoudi M., Noghreh B., Removal of Ni2+ and Cd2+ ions from aqueous solutions using electrospun PVA/zeolite nanofibrous adsorbent Chemical Engineering Journal 256 119–127 2014
16. Referans16 Kragovic M., Dakovic A., Markovic M., Krstic J., Gattac G.D, Rotirotic N., Characterization of lead sorption by the natural and Fe(III)-modified Zeolite Applied Surface Science 283 764–774 2013
17. Referans17 Visa M., Synthesis and characterization of new zeolite materials obtained from fly ash for heavy metals removal in advanced wastewater treatment, Powder Technology 294 338–347 2016