Araştırma Makalesi

Ponza ile bakır iyonlarının ve kurşun iyonlarının adsorpsiyon karakteristikleri

Cilt: 12 Sayı: 2 15 Nisan 2022
PDF İndir
TR EN

Ponza ile bakır iyonlarının ve kurşun iyonlarının adsorpsiyon karakteristikleri

Öz

Ağır metal iyonları sahip oldukları toksik etkilerinden dolayı canlı organizmalara ve canlıların yaşadıkları çevreye zarar verebilmektedirler. Ağır metaller ile kirlenmiş su, toprak ve havanın iyileştirilmesi gerekmektedir. Bu iyonları uzaklaştırmak için kullanılan geleneksel yöntemler arasında adsorpsiyon düşük maliyetli ve çevre dostu yöntemlerden biridir. Bu çalışmada, kesikli bir sistemde, ponza kullanılarak çözeltilerden Cu(II) ve Pb(II) metal iyonlarının uzaklaştırılması amaçlanmıştır. Çalışmada, adsorban miktarı etkisi (0.1-0.5g), Cu(II) ve Pb(II) iyon çözeltilerinin derişim etkisi (Cu(II) için; 3.2-31.8 ppm, Pb(II) için; 10.2-103.6 ppm), çözeltilerin pH etkisi (Cu(II) için 3-6.1(doğal pH), Pb(II) için 3-5.25(doğal pH)) gibi değişken parametrelerin etkileri incelenmiştir. Çözeltilerin iyon derişimlerinin arttırılmasıyla adsorpsiyon veriminin azaldığı, pH değerinin ve adsorban miktarının arttırılması ile adsorpsiyon veriminin arttığı belirlenmiştir. Adsorban miktarının 0.4 g, çözelti iyon derişiminin 6.4 ppm ve pH değerinin 6.1 olduğu optimum şartlarda %91 bakır giderim verimi elde edilirken adsorban miktarının 0.4 g, çözelti iyon derişiminin 20.7 ppm ve pH değerinin 5.2 olduğu optimum şartlarda %97.7 kurşun giderim verimi elde edilmiştir. Deneysel olarak elde edilen adsorpsiyon verilerine Langmuir, Freundlich, Temkin ve Harkins-Jura adsorpsiyon izoterm modelleri uygulanarak modellenmiş ve izoterm sabitleri hesaplanmıştır. Bakır ve kurşun iyonlarının adsorpsiyonunda Freundlich izoterm modeli deney verilerine en uygun model olarak belirlenmiştir. Bakır için ponzanın maksimum adsorplama kapasitesi 2.55 mg g-1, kurşun için ponzanın maksimum adsorplama kapasitesi 10.28 mg g-1 olarak bulunmuştur. Adsorpsiyon kinetiklerinin yalancı ikinci mertebeden tepkime kinetik modeline daha uyumlu olduğu belirlenmiştir. Farklı sıcaklıklarda standart serbest enerji değişimi (ΔG°) hesaplanmış, buna bağlı olarak adsorpsiyon reaksiyonunun entalpi (ΔH°) ve entropi (ΔS°) değerleri belirlenmiştir. Elde edilen değerlerde ponza üzerine bakır ve kurşun iyonlarının adsorpsiyonu 20-50°C arasında ekzotermik olduğunu göstermiştir. Yapılan çalışmada elde edilen sonuçlar, diğer adsorbanlarla karşılaştırıldığında ponzanın sulu çözeltilerden ağır metallerin gideriminde etkin, ekonomik ve alternatif bir adsorban malzemesi olabileceğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

Adsorpsiyon, Cu (II), Pb (II), Ponza

Kaynakça

  1. Al-Jlil, S.A., & Alsewailem, F.D. (2009). Saudi Arabian clays for lead removal in wastewater, Applied. Clay Science. 42(3-4), 671–674. https://doi.org/10.1016/j.clay.2008.03.012
  2. Al-Jlil, S.A. (2015). Kinetic study of adsorption of chromium and lead ions on bentonite clay using novel internal series model, Trends in Applied. Sciences. Research. 10(1), 38–53. https://dx.doi.org/10.3923/tasr.2015.38.53
  3. Akbal, F. (2005). Adsorption of basic dyes from aqueous solution onto pumice powder. Journal of Colloid and Interace Sciences, 286(2), 455-458. http://dx.doi.org/10.1016/j.jcis.2005.01.036
  4. Bayram, T., Bucak. S., & Ozturk, D. (2020). BR13 dye removal using sodium dodecyl sulfate modified montmorillonite: equilibrium, thermodynamic, kinetic and reusability studies. Chemical Engineering and Processing-Process Intensification, 158, 108186. https://doi.org/10.1016/j.cep.2020.108186
  5. Benek, V. (2015). Van bölgesindeki doğal pomza taşının bazı ağır metallerin adsorpsiyonunda kullanılması. [Yüksek Lisans Tezi, Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü].
  6. Chotpantarat, S., Ong, S., Sutthirat, C., & Osathaphan, K. (2011). Competitive sorption and transport of Pb2+, Ni2+, Mn2+, and Zn2+ in lateritic soil columns. Journal of Hazardous Materials, 190, 391–396. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.03.058
  7. Dankova, Z., Bekényiová, A., Štyriaková, I., & Fedorová, E. (2015). Study of cu(II) adsorption by siderite and kaolin. Procedia. Earth and Planetary Science., 15, 821– 826. https://doi.org/10.1016/j.proeps.2015.08.131
  8. Dawodu, F.A., Akpomie, G.K., & Ejikeme, P.C.N. (2012). Equilibrium, thermodynamic and kinetic studies on the adsorption of lead (II) from solution by ‘‘Agbani Clay”. Research Journal of Engineering Sciences,1(6), 9–17. Demirkıran, N. (2015). Copper adsorption by natural manganese dioxide. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 25(2), 647-653. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(15)63648-2
  9. El-Eswed, B., Alshaaer, M., Yousef, İ.R., Hamadneh, I., & Khalili, F. (2012). Adsorption of Cu (II), Ni(II), Zn(II), Cd(II) and Pb(II) onto kaolin/zeolite based- geopolymers. Advances in Materials Physics and Chemistry, 2(4), 119-125. http://dx.doi.org/10.4236/ampc.2012.24B032
  10. Erdem, B. Özcan, A., Gök, Ö., & Özcan, A.S. (2009). Immobilization of 2,2-dipyridyl onto bentonite and its adsorption behavior of copper(II) ions, Journal of Hazardous Materials. 163(1), 418–426. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.06.112

Kaynak Göster

APA
Bakıcı Tanaydın, Z., Tanaydın, M. K., Ince, M., & Demirkıran, N. (2022). Ponza ile bakır iyonlarının ve kurşun iyonlarının adsorpsiyon karakteristikleri. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 12(2), 581-596. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.1003279
AMA
1.Bakıcı Tanaydın Z, Tanaydın MK, Ince M, Demirkıran N. Ponza ile bakır iyonlarının ve kurşun iyonlarının adsorpsiyon karakteristikleri. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2022;12(2):581-596. doi:10.17714/gumusfenbil.1003279
Chicago
Bakıcı Tanaydın, Zümra, Mehmet Kayra Tanaydın, Muharrem Ince, ve Nizamettin Demirkıran. 2022. “Ponza ile bakır iyonlarının ve kurşun iyonlarının adsorpsiyon karakteristikleri”. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 12 (2): 581-96. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.1003279.
EndNote
Bakıcı Tanaydın Z, Tanaydın MK, Ince M, Demirkıran N (01 Nisan 2022) Ponza ile bakır iyonlarının ve kurşun iyonlarının adsorpsiyon karakteristikleri. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 12 2 581–596.
IEEE
[1]Z. Bakıcı Tanaydın, M. K. Tanaydın, M. Ince, ve N. Demirkıran, “Ponza ile bakır iyonlarının ve kurşun iyonlarının adsorpsiyon karakteristikleri”, Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, c. 12, sy 2, ss. 581–596, Nis. 2022, doi: 10.17714/gumusfenbil.1003279.
ISNAD
Bakıcı Tanaydın, Zümra - Tanaydın, Mehmet Kayra - Ince, Muharrem - Demirkıran, Nizamettin. “Ponza ile bakır iyonlarının ve kurşun iyonlarının adsorpsiyon karakteristikleri”. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 12/2 (01 Nisan 2022): 581-596. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.1003279.
JAMA
1.Bakıcı Tanaydın Z, Tanaydın MK, Ince M, Demirkıran N. Ponza ile bakır iyonlarının ve kurşun iyonlarının adsorpsiyon karakteristikleri. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2022;12:581–596.
MLA
Bakıcı Tanaydın, Zümra, vd. “Ponza ile bakır iyonlarının ve kurşun iyonlarının adsorpsiyon karakteristikleri”. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, c. 12, sy 2, Nisan 2022, ss. 581-96, doi:10.17714/gumusfenbil.1003279.
Vancouver
1.Zümra Bakıcı Tanaydın, Mehmet Kayra Tanaydın, Muharrem Ince, Nizamettin Demirkıran. Ponza ile bakır iyonlarının ve kurşun iyonlarının adsorpsiyon karakteristikleri. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 01 Nisan 2022;12(2):581-96. doi:10.17714/gumusfenbil.1003279