TiO2 Nanopartikülü ve TiO2/Aktif Çamur Sentezi ile Sulu Çözeltiden Cu (II) İyonlarının Adsorpsiyonu
Öz
Son zamanlarda sulardan ağır metal giderim çalışmaları önem kazanmıştır. Bu amaçla bu çalışmada sulu çözeltiden Cu (II) iyonlarının gideriminde kullanılmak üzere sol-jel yöntemi ile saf TiO2 nanopartikülleri ve TiO2/aktif çamur bileşimi sentezlenmiştir. Sentezlenen materyallerin karakterizasyon analizleri; X ışını kırınım analizi (XRD), UV-Vis absorpsiyon spektroskopisi (UV-VIS), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılım X-ışınları spektroskopisi (EDS) ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) teknikleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. TiO2 nanopartikülleri ve TiO2/aktif çamur bileşiminin Cu (II) giderim potansiyeli kesikli sistemde incelenmiştir. 25oC’de sentezlenen TiO2/aktif çamur bileşimi bakır gideriminde en iyi adsorban olarak belirlenmiştir. Adsorpsiyon sisteminin optimum koşullarını belirlemek amacı ile pH, temas süresi, başlangıç metal iyon derişim gibi parametrelerin etkisi incelenmiştir. Sistemin Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izotermlerine uygunluğu araştırılmış, Langmuir izotermine daha uygun olduğu belirlenmiş ve sistemin maksimum adsorpsiyon kapasitesi 47.61 mg/g olarak hesaplanmıştır. En uygun kinetik modeli belirlemek için yapılan çalışmalarda ise adsorpsiyon prosesinin yalancı ikinci dereceden kinetik model ile uyum sağladığı gözlenmiştir. Gibbs serbest enerji ve entalpi değerleri ise sistemin kendiliğinden gerçekleştiğini ve ekzotermik olduğunu göstermiştir.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Al-Senani, G.M. ve Al-Fawzan, F.F., 2018. Study on adsorption of Cu and Ba from aqueous solutions using nanoparticles of Origanum (OR) and Lavandula (LV). Bioinorganic Chemistry and Applications, 2018, 1-8.
- Aware,D.V., ve Jadhav, S.S.,. 2016. Synthesis, characterization and photocatalytic applications of Zn-doped TiO2 nanoparticles by sol–gel method. Applied Nanoscience, 6(7) 965–972.
- Basibuyuk, M. ve Forster, C.F., 2003. An examination of the adsorption characteristics of a basic dye (Maxilon Red BL-N) on to live activated sludge system. Process Biochemistry, 38, 1311-1316.
- Bayat, B., 2002. Comparative study of adsorption properties of Turkish fly ashes: I. The case of nickel(II), copper(II) and zinc(II). Journal of Hazardous Materials, 95, 251-273.
- Bhattacharya, K.G. ve Sharma, A., 2005. Kinetics and thermodynamics of Methylene Blue adsorption on Neem (Azadirachta indica) leaf powder”. Dyes and Pigments,65, 51-59.
- Cheng, J., Ding, L., Lin,R., Liu, M., Zhou, J. ve Cen, K., 2016. Physicochemical characterization of typical municipal solid wastes for fermentative hydrogen and methane co-production. Energy Conversion and Management, 117, 297–304.
- Dakiky, M.,Khamis, M., Manassra, A. ve M. Mer’eb, M., 2002. Selective adsorption of chromium(VI) in industrial wastewater using low-cost abundantly available adsorbents. Advances in Environmental Research, 6, 533-540.
- Deliyanni, E.A., Lazaridis, N.K., Peleka, E.N. ve Matis, K.A., 2004. Metals Removal from Aqueous Solution by Iron-Based Bonding Agents. Environmental Science and Pollution Research, 11(1), 18-21.
- Demirkiran, N., ve Künkül, A., 2011. Recovering of copper with metallic aluminum. Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition), 21(12),2778-2782.
- Da Fonseca,M. G., De Oliveira, M.M. ve Luiza N.H.A., 2006. Removal of cadmium, zinc, manganese and chromium cations from aqueous solution by a clay mineral.Journal of Hazardous Materials, 137(1), 288-92.