Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

GO ve GO-EDTA kullanılarak sulu çözeltiden Thioflavin T ve Co (II) iyonlarının uzaklaştırılması; adsorpsiyon parametrelerinin araştırılması

Yıl 2024, Cilt: 39 Sayı: 1, 371 - 384, 21.08.2023
https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1091585

Öz

Boyalar ve ağır metaller, artan çevresel kaygıların tipik kirleticileridir. GO ve GO-EDTA yapılarının sulu çözeltiden TFT boya ve Co (II) metal iyonu giderimi için ideal adsorbanlar olduğu belirtildi. pH, zaman, farklı konsantrasyon aralığı ve farklı tuzların etkisi gibi çözelti koşullarının boya ve ağır metal iyonu giderimi üzerindeki etkileri araştırıldı. Farklı tuzların varlığında TFT adsorpsiyonunda değişiklik olmazken, Co (II) iyonunun adsospsiyonunda, katyonların rekabetinin etkisinden dolayı, belirgin düşüş gözlendi. İzoterm modellerinden Langmuir izoterm modelini takip eden adsopsiyon işleminin maksimum adsorplama kapasiteleri (qM) GO ve GO-EDTA üzerine sırasıyla; TFT boyası için 389,3178mg g-1 ve 1009,5300mg g-1, Co (II) iyonu için 736,9153mg g-1ve 1304,3525mg g-1‘dir (pH=7, t=150 min.,298 K).Kinetik veriler yalancı ikinci derece (PSO) modeline oldukça iyi uymaktadır. Partikül içi difüzyon ve Boyd'un modeline göre, adsorpsiyon kinetiği esas olarak sıvı film difüzyonu tarafından kontrol edildiği ve ayrıca partikül içi difüzyondan da etkilendiği belirlendi. Desorpsiyon grafiğinde, oldukça iyi TFT boya desorpsiyonu gözlemlenirken, Co (II) iyonunun desorpsiyonundaki düşüşün nedeni EDTA yapısında bulunan –COONa uçlarında iyon değişimi neticesinde oluşan bağın kuvvetli olmasıyla açıklanabilir. TFT boya molekülünde bulunan benzen halkaları ile GO ve GO-EDTA yapısında bulunan benzen halkalarının π-π etkileşimine girdiği, yapı üzerindeki fonksiyonel gruplarla hidrojen bağı yapması ve karboksilik asit uçlarında iyon değişimi neticesinde elektrostatik etkileşim yapması Co (II) ve TFT’nin adsorpsiyonunda etkili olmuştur. Sonuç olarak, GO ve GO-EDTA nanomalzemeleri sulu çözeltiden organik ve inorganik kirleticilerin arıtımı için geleneksel adsorbanların yerine, gelişmiş adsorbanlar olarak etkin bir şekilde uygulanabileceğini göstermektedir.

Kaynakça

  • Gökırmak E, Ergan E, Çalışkan N, Dönmez H., Methylene blue adsorption from aqueous solution by functionalized perlites : an experimental and computational chemistry study, 26752 , 1–20, 2021.
  • Yagub MT, Sen TK, Afroze S, Ang HM., Dye and its removal from aqueous solution by adsorption: A review, Adv Colloid Interface Sci, 209 , 172–184, 2014.
  • Arora R., Adsorption of Heavy Metals–A Review, Mater Today Proc, 18 , 4745–4750, 2019.
  • Saleem J, Shahid U Bin, Hijab M, Mackey H, McKay G., Production and applications of activated carbons as adsorbents from olive stones, Biomass Convers Biorefinery, 9 (4), 775–802, 2019.
  • Baby R, Saifullah B, Hussein MZ., Carbon Nanomaterials for the Treatment of Heavy Metal-Contaminated Water and Environmental Remediation, Nanoscale Res Lett, 14 (1), 1–17, 2019.
  • Wan S, Bi H, Sun L., Graphene and carbon-based nanomaterials as highly efficient adsorbents for oils and organic solvents, Nanotechnol Rev, 5 (1), 3–22, 2016.
  • Wang S, Li X, Liu Y, Zhang C, Tan X, Zeng G, et al., Nitrogen-containing amino compounds functionalized graphene oxide: Synthesis, characterization and application for the removal of pollutants from wastewater: A review. 2018.
  • Olanipekun O, Oyefusi A, Neelgund GM, Oki A., Synthesis and characterization of reduced graphite oxide-polymer composites and their application in adsorption of lead, Spectrochim Acta - Part A Mol Biomol Spectrosc, 149 , 991–996, 2015.
  • Tan M, Liu X, Li W, Li H., Enhancing sorption capacities for copper(II) and lead(II) under weakly acidic conditions by l -tryptophan-functionalized graphene oxide, J Chem Eng Data, 60 (5), 1469–1475, 2015.
  • Khadivi SM, Edjlali L, Akbarzadeh A, Seyyedi K., Enhanced adsorption behavior of amended EDTA–graphene oxide for methylene blue and heavy metal ions, Int J Environ Sci Technol, 16 (12), 8151–8160, 2019.
  • Wei M ping, Chai H, Cao Y li, Jia D zeng., Sulfonated graphene oxide as an adsorbent for removal of Pb2+ and methylene blue, J Colloid Interface Sci, 524 , 297–305, 2018.
  • Imer AG, Gülcan M, Çelebi M, Tombak A, Ocak YS., Effects of the r-GO doping on the structural, optical and electrical properties of CdO nanostructured films by ultrasonic spray pyrolysis, J Mater Sci Mater Electron, 31 (3), 2111–2121, 2020.
  • Hou S, Kasner ML, Su S, Patel K, Cuellari R., Highly sensitive and selective dopamine biosensor fabricated with silanized graphene, J Phys Chem C, 114 (35), 14915–14921, 2010.
  • Zhang X, Qin C, Gong Y, Song Y, Zhang G, Chen R, et al., Co-adsorption of an anionic dye in the presence of a cationic dye and a heavy metal ion by graphene oxide and photoreduced graphene oxide, RSC Adv, 9 (10), 5313–5324, 2019.
  • Wang J, Guo X., Adsorption isotherm models: Classification, physical meaning, application and solving method, Chemosphere, 258 , 127279, 2020.
  • Chabani M, Amrane A, Bensmaili A., Kinetic modelling of the adsorption of nitrates by ion exchange resin, Chem Eng J, 125 (2), 111–117, 2006.
  • Tzabar N, ter Brake HJM., Adsorption isotherms and Sips models of nitrogen, methane, ethane, and propane on commercial activated carbons and polyvinylidene chloride, Adsorption, 22 (7), 901–914, 2016.
  • Shang Y, Cui Y, Shi R, Yang P, Wang J, Wang Y., Regenerated WO2.72 nanowires with superb fast and selective adsorption for cationic dye: Kinetics, isotherm, thermodynamics, mechanism, J Hazard Mater, 379 , 120834, 2019.
  • Bhowmik K, Mukherjee A, Mishra MK, De G., Stable ni nanoparticle-reduced graphene oxide composites for the reduction of highly toxic aqueous Cr(VI) at room temperature, Langmuir, 30 (11), 3209–3216, 2014.
  • Liu X, Pan L, Zhao Q, Lv T, Zhu G, Chen T, et al., UV-assisted photocatalytic synthesis of ZnO–reduced graphene oxide composites with enhanced photocatalytic activity in reduction of Cr(VI), Chem Eng J, 183 , 238–243, 2012.
  • Hou S, Su S, Kasner ML, Shah P, Patel K, Madarang CJ., Formation of highly stable dispersions of silane-functionalized reduced graphene oxide, Chem Phys Lett, 501 (1–3), 68–74, 2010.
  • da Silva Alves DC, Healy B, Pinto LA d. A, Cadaval TRS, Breslin CB., Recent Developments in Chitosan-Based Adsorbents for the Removal of Pollutants from Aqueous Environments, Mol 2021, Vol 26, Page 594, 26 (3), 594, 2021.
  • Hackl E V., Darkwah J, Smith G, Ermolina I., Effect of acidic and basic pH on Thioflavin T absorbance and fluorescence, Eur Biophys J, 44 (4), 249–261, 2015.
  • Zhang X, Wang X, Chen Z., Radioactive Cobalt(II) Removal from Aqueous Solutions Using a Reusable Nanocomposite: Kinetic, Isotherms, and Mechanistic Study, Int J Environ Res Public Health, 14 (12), 2017.
  • Lingamdinne LP, Koduru JR, Roh H, Choi YL, Chang YY, Yang JK., Adsorption removal of Co (II) from waste-water using graphene oxide, Hydrometallurgy, 165 , 90–96, 2016.
  • Zhang G, Li S, Shuang C, Mu Y, Li A, Tan L., The effect of incorporating inorganic materials into quaternized polyacrylic polymer on its mechanical strength and adsorption behaviour for ibuprofen removal,.
  • Tewari PH, Campbell AB, Lee W., Adsorption of Co 2+ by Oxides from Aqueous Solution , Can J Chem, 50 (11), 1642–1648, 1972.
  • Qasem NAA, Mohammed RH, Lawal DU., Removal of heavy metal ions from wastewater: a comprehensive and critical review, npj Clean Water 2021 41, 4 (1), 1–15, 2021.
  • Saeed A, Sharif M, Iqbal M., Application potential of grapefruit peel as dye sorbent: Kinetics, equilibrium and mechanism of crystal violet adsorption, J Hazard Mater, 179 (1–3), 564–572, 2010.
  • Sharif Khayyun T, Hameed Mseer A., Comparison of the experimental results with the Langmuir and Freundlich models for copper removal on limestone adsorbent, 9 , 170, 2019.
  • Wu YC, Wei YH, Wu HS., Adsorption and Desorption Behavior of Ectoine Using Dowex® HCR-S Ion-Exchange Resin, Process 2021, Vol 9, Page 2068, 9 (11), 2068, 2021.
  • Liu B, Finkel M, Grathwohl P., First order approximation for coupled film and intraparticle pore diffusion to model sorption/desorption batch experiments, J Hazard Mater, 429 , 128314, 2022.
  • Mahene WL, Hilonga A, Machunda R., In-situ synthesis of calcium/magnesium phosphate system for water de-fluoridation: Clay ceramic materials, Mater Chem Phys, 278 , 125539, 2022.
  • Wu H, Sun W, Wei H, Zhao Y, Jin C, Yang X, et al., Efficient removal of acetic acid by a regenerable resin-based spherical activated carbon, Water Sci Technol, 84 , 697, 2021.
  • Zhao L, Yang ST, Yilihamu A, Wu D., Advances in the applications of graphene adsorbents: From water treatment to soil remediation, Rev Inorg Chem, 39 (1), 47–76, 2019.
  • Madadrang CJ, Kim HY, Gao G, Wang N, Zhu J, Feng H, et al., Adsorption Behavior of EDTA-Graphene Oxide for Pb (II) Removal, ACS Appl Mater Interfaces, 4 (3), 1186–1193, 2012.
  • Liao C, Liu YP, Lan XW, Jiang XY, Liu GC, Yu JG., Construction of a novel nitrogen- and oxygen-containing GO-based composite with specific adsorption selectivity, J Environ Chem Eng, 9 (1), 104952, 2021.
  • Chang YC, Chang SW, Chen DH., Magnetic chitosan nanoparticles: Studies on chitosan binding and adsorption of Co (II) ions, React Funct Polym, 66 (3), 335–341, 2006.
  • Luo W, Bai Z, Zhu Y., Comparison of Co (II) adsorption by a crosslinked carboxymethyl chitosan hydrogel and resin: behaviour and mechanism, New J Chem, 41 (9), 3487–3497, 2017.
  • Fakhri H, Mahjoub AR, Aghayan H., Effective adsorption of Co2+ and Sr2+ ions by 10-tungsten-2-molybdophosphoric acid supported amine modified magnetic SBA-15, J Radioanal Nucl Chem, 321 (2), 449–461, 2019.
Toplam 40 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Eda Gökırmak Söğüt 0000-0002-7707-3924

Metin Çelebi 0000-0003-1475-8878

Erken Görünüm Tarihi 15 Haziran 2023
Yayımlanma Tarihi 21 Ağustos 2023
Gönderilme Tarihi 22 Mart 2022
Kabul Tarihi 26 Şubat 2023
Yayımlandığı Sayı Yıl 2024 Cilt: 39 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Gökırmak Söğüt, E., & Çelebi, M. (2023). GO ve GO-EDTA kullanılarak sulu çözeltiden Thioflavin T ve Co (II) iyonlarının uzaklaştırılması; adsorpsiyon parametrelerinin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 39(1), 371-384. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1091585
AMA Gökırmak Söğüt E, Çelebi M. GO ve GO-EDTA kullanılarak sulu çözeltiden Thioflavin T ve Co (II) iyonlarının uzaklaştırılması; adsorpsiyon parametrelerinin araştırılması. GUMMFD. Ağustos 2023;39(1):371-384. doi:10.17341/gazimmfd.1091585
Chicago Gökırmak Söğüt, Eda, ve Metin Çelebi. “GO Ve GO-EDTA kullanılarak Sulu çözeltiden Thioflavin T Ve Co (II) iyonlarının uzaklaştırılması; Adsorpsiyon Parametrelerinin araştırılması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 39, sy. 1 (Ağustos 2023): 371-84. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1091585.
EndNote Gökırmak Söğüt E, Çelebi M (01 Ağustos 2023) GO ve GO-EDTA kullanılarak sulu çözeltiden Thioflavin T ve Co (II) iyonlarının uzaklaştırılması; adsorpsiyon parametrelerinin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 39 1 371–384.
IEEE E. Gökırmak Söğüt ve M. Çelebi, “GO ve GO-EDTA kullanılarak sulu çözeltiden Thioflavin T ve Co (II) iyonlarının uzaklaştırılması; adsorpsiyon parametrelerinin araştırılması”, GUMMFD, c. 39, sy. 1, ss. 371–384, 2023, doi: 10.17341/gazimmfd.1091585.
ISNAD Gökırmak Söğüt, Eda - Çelebi, Metin. “GO Ve GO-EDTA kullanılarak Sulu çözeltiden Thioflavin T Ve Co (II) iyonlarının uzaklaştırılması; Adsorpsiyon Parametrelerinin araştırılması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 39/1 (Ağustos 2023), 371-384. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1091585.
JAMA Gökırmak Söğüt E, Çelebi M. GO ve GO-EDTA kullanılarak sulu çözeltiden Thioflavin T ve Co (II) iyonlarının uzaklaştırılması; adsorpsiyon parametrelerinin araştırılması. GUMMFD. 2023;39:371–384.
MLA Gökırmak Söğüt, Eda ve Metin Çelebi. “GO Ve GO-EDTA kullanılarak Sulu çözeltiden Thioflavin T Ve Co (II) iyonlarının uzaklaştırılması; Adsorpsiyon Parametrelerinin araştırılması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 39, sy. 1, 2023, ss. 371-84, doi:10.17341/gazimmfd.1091585.
Vancouver Gökırmak Söğüt E, Çelebi M. GO ve GO-EDTA kullanılarak sulu çözeltiden Thioflavin T ve Co (II) iyonlarının uzaklaştırılması; adsorpsiyon parametrelerinin araştırılması. GUMMFD. 2023;39(1):371-84.