Kinetic Model Validation With Experimental Data by Linearized 6 Types Equation Derived From Pseudo-Second Kinetic Order Model For Ni (II) İon Adsorption by Siirt Koçpınar Mixed Type Clay

Abstract

One of the most significant environmental pollutions is water pollution. Water pollution, which is a problem all over the world, has been increasing recently due to unconscious and contemptuous water usage and will inevitably lead to water wars. In this context, it has become a necessity to reduce water pollution and raise awareness among people. One of the effective and inexpensive methods among the studies on this subject is adsorption. The main purpose of this study is to remove Ni (II) ions from aqueous solutions. For this, mixed type clay was used as adsorber. Clay obtained from the Koçpınar town of Siirt is preferred because it can be obtained easily and it’s cost is low. To determine the characterization of the clay, SEM, XRD XRF and FT-IR analyzes were performed. The results obtained from these analyzes showed that the clay was of mixed type. Pseudo-second-order kinetic models are widely applied to data from most adsorption kinetic studies to describe the adsorption mechanism of adsorbate on adsorbent. In this research, 6 different types of pseudo-second order kinetic equations were applied to values at 298 K temperature. The obtained data were applied to six types of linear equations. R2, K2 and qm values were calculated by creating graphs in the light of abovementioned data. As a result of the obtained data, it was understood that adsorption kinetics comply with type 6 equation at most.

Keywords

• Adsorption
• Clay
• kinetics
• linear equation
• pseudo-second-order

Siirt Koçpınar Karışık Tip Kil ile Ni (II) İyon Adsorpsiyonu İçin Pseudo-İkinci Kinetik Derece Modelinden Elde Edilen Lineerleştirilmiş 6 Tip Denklem ile Deneysel Verilerle Kinetik Model Doğrulaması

Abstract

Bu çalışmadaki temel amaç Ni (II) iyonlarını sulu çözeltilerden uzaklaştırmaktır. Bunun için adsorplayıcı olarak karışık tip kil kullanılmıştır. Kilin karakterizasyonunu belirlemek için, SEM, XRD ve XRF analizleri yapılmıştır. Bu analizlerden elde edilen sonuçlar, kilin karışık tipte olduğunu göstermiştir. Siirt ili Koçpınar bölgesinden alınan kilin yapılan SEM analizinde; doğal kilin genelde küresel şekilli ve amorf yapıda olduğu ve Ni(II) ile muamele edilen kilin dağınık morfolojiye sahip olduğu görülmüştür. Kullanılan kilin analiz sonuçlarına göre; Muskovit: %32, Plajioklaz: %15, Kalsit: %15, Kuvars: %9, kil mineralleri: %29 oranında olduğu, detay kil analizinde ise; kil mineralinin bileşenleri: illit: % 17, klorit: %62, montmorillonit: %21 oranında olduğu tespit edilmiştir. XRF analiz sonuçları literatüre yakın olmakla beraber, kil karışık tipte olduğu için mineral oranlarında kaymalar gözlenmiştir. CaO oranının yüksek olması SiO2 oranını düşürmüştür. Yalancı-ikinci dereceli (pseudo-second order) kinetik model, adsorplayıcı ve adsorplanan madde arasındaki adsorpsiyon mekanizmasını açıklamak için, yaygın olarak kinetik çalışmalardan elde edilen verilere uygulanmaktadır. Bu araştırmada 298 K sıcaklığında yapılan deneyden elde edilen veriler, yalancı – ikinci dereceli kinetik modelinin 6 lineer tipine uygulanmıştır. Bu veriler ışığında grafikler oluşturularak, R2, K2 ve qe değerleri hesaplanmıştır. Modele uyum sırasının Tip 2 = Tip 5

Keywords

• Adsorpsiyon
• kil
• kinetik
• lineer denklem
• yalancı-ikinci dereceli

References

1. Adnan, F. and Thanasupsin, S. P. (2016). Kinetic studies using a linear regression analysis for a sorption phenomenon of 17a-methyltestosterone by Salvinia cucullata in an active plant reactor. Environmental Engineering Research, 21(4), 384-392.
2. Aljeboree, A. M., Alshirifi, A. N. and Alkaim, A. F. (2017). Arabian journal of chemistry, 10, S3381-S3393.
3. Altunkaynak, Y., Canpolat, M. and Yavuz, Ö. (2022). Adsorption of cobalt (II) ions from aqueous solution using orange peel waste: equilibrium, kinetic and thermodynamic studies. Journal of the Iranian Chemical Society, 19(6), 2437-2448.
4. Atalar, M. N., Baran, A., Hatipoğlu, A., Firat Baran, M., Yavuz, Ö., Aktepe, N. and Keskin, C. (2021). The Characterization of Silver Nanoparticles Synthesized From Prunus spinosa Fruit and Determination of Antimicrobial Effects on Some Food Pathogens. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (32), 298-305.
5. Dal, M. C., Onursal, N., Yavuz, E. A. and Yavuz, Ö. Y. (2021). Diyarbakır Karacadağ Kırmızı Tepe Skoryası ile Cu (II) Adsorpsiyon Kinetiğinin İncelenmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 12(2), 337-346.
6. Darweesh, H. H. M. (2016). Ceramic wall and floor tiles containing local waste of cement kiln dust—part II: dry and firing shrinkage as well as mechanical properties. Am J Civ Eng Archit, 4(2), 44-49.
7. EPA, U. (2004). Primer for municipal wastewater treatment systems. OoW Management.
8. Ho, Y. S. and McKay, G. (1999). Pseudo-second order model for sorption processes. Process biochemistry, 34(5), 451-465.

9. Ho Y., (2006) Review of second-order models for adsorption systems. Journal of Hazardous Materials, 681-689.
10. Huang, Y.T. (2018). C.-C. A Study On The Pseudo-Second-Order Kinetic Equation For The Adsorption Of Methylene Blue Onto Nitric Acid-Treated Rice Husk Comparison Of Linear Methods. International Journal Of Scientific And Research Publications, 509-515.
11. Kul, A. R., Aldemir, A. and Koyuncu, H. (2021). An investigation of natural and modified diatomite performance for adsorption of Basic Blue 41: isotherm, kinetic, and thermodynamic studies. Desalination and Water Treatment.
12. Largitte, L. and Pasquier, R. (2016). A review of the kinetics adsorption models and their application to the adsorption of lead by an activated carbon. Chemical Engineering Research and Design, 109, 495-504.
13. L. Khalfa and M. Bagane. (2011) "Cadmium Removal from Aqueous Solution by a Tunisian Smectitic Natural and Activated Clay: Thermodynamic Study," Journal of Encapsulation and Adsorption Sciences, Vol.1, No. 4, 2011, pp. 65-71. doi: 10.4236/jeas.2011.14009.
14. Onursal, N., Kul, A. and Yavuz, Ö. (2019). Pb (II) İyonlarının Aktive Edilmiş Karışık Tipteki Kil İle Sudan Uzaklaştırılması İzoterm Kinetik ve Termodinamik Parametrelerin İncelenmesi. Euroasia of Mathematics Engineering Natural & Medical Sciences, 6(7).
15. Onursal, N., Dal, M., Kul, A. and Yavuz, Ö. (2019). Cu (II) İyonlarının Doğal Karışık Tipteki Kil ile Sulu ortamdan Uzaklaştırılması, İzoterm, Kinetik ve Termodinamik Parametrelerin İncelenmesi. Euroasia Journal of Mathematics, Engineering, Natural & Medical Sciences, 7(9), 58-103.
16. Sales, F. R. P., Serra, R. B. G., Figueirêdo, G. J. A. D., Hora, P. H. A. D. and Sousa, A. C. D. (2019). Wastewater treatment using adsorption process in column for agricultural purposes. Revista Ambiente & Água, 14.
17. Üner, O. (2021). Acid Blue 80 Removal from Aqueous Solution by Activated Carbon Obtained from Nerium Oleander Fruits. International Journal of Pure and Applied Sciences, 7(1), 86-99.
18. Yavuz, Ö., Guzel, R., Aydin, F., Tegin, I. and Ziyadanogullari, R. (2007). Removal of Cadmium and Lead from Aqueous Solution by Calcite

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Nilgün Onursal ^*
0000-0002-2460-6475
Türkiye

Publication Date

December 31, 2022

Submission Date

May 11, 2022

Acceptance Date

August 15, 2022

Published in Issue

Year 2022 Volume: 8 Number: 2

DOI

https://doi.org/10.29132/ijpas.1115512

IZ

https://izlik.org/JA69AH46WH

Cite

RIS / Bibtex

APA

Onursal, N. (2022). Siirt Koçpınar Karışık Tip Kil ile Ni (II) İyon Adsorpsiyonu İçin Pseudo-İkinci Kinetik Derece Modelinden Elde Edilen Lineerleştirilmiş 6 Tip Denklem ile Deneysel Verilerle Kinetik Model Doğrulaması. International Journal of Pure and Applied Sciences, 8(2), 441-448. https://doi.org/10.29132/ijpas.1115512

AMA

1.Onursal N. Siirt Koçpınar Karışık Tip Kil ile Ni (II) İyon Adsorpsiyonu İçin Pseudo-İkinci Kinetik Derece Modelinden Elde Edilen Lineerleştirilmiş 6 Tip Denklem ile Deneysel Verilerle Kinetik Model Doğrulaması. International Journal of Pure and Applied Sciences. 2022;8(2):441-448. doi:10.29132/ijpas.1115512

Chicago

Onursal, Nilgün. 2022. “Siirt Koçpınar Karışık Tip Kil Ile Ni (II) İyon Adsorpsiyonu İçin Pseudo-İkinci Kinetik Derece Modelinden Elde Edilen Lineerleştirilmiş 6 Tip Denklem Ile Deneysel Verilerle Kinetik Model Doğrulaması”. International Journal of Pure and Applied Sciences 8 (2): 441-48. https://doi.org/10.29132/ijpas.1115512.

EndNote

Onursal N (December 1, 2022) Siirt Koçpınar Karışık Tip Kil ile Ni (II) İyon Adsorpsiyonu İçin Pseudo-İkinci Kinetik Derece Modelinden Elde Edilen Lineerleştirilmiş 6 Tip Denklem ile Deneysel Verilerle Kinetik Model Doğrulaması. International Journal of Pure and Applied Sciences 8 2 441–448.

IEEE

[1]N. Onursal, “Siirt Koçpınar Karışık Tip Kil ile Ni (II) İyon Adsorpsiyonu İçin Pseudo-İkinci Kinetik Derece Modelinden Elde Edilen Lineerleştirilmiş 6 Tip Denklem ile Deneysel Verilerle Kinetik Model Doğrulaması”, International Journal of Pure and Applied Sciences, vol. 8, no. 2, pp. 441–448, Dec. 2022, doi: 10.29132/ijpas.1115512.

ISNAD

Onursal, Nilgün. “Siirt Koçpınar Karışık Tip Kil Ile Ni (II) İyon Adsorpsiyonu İçin Pseudo-İkinci Kinetik Derece Modelinden Elde Edilen Lineerleştirilmiş 6 Tip Denklem Ile Deneysel Verilerle Kinetik Model Doğrulaması”. International Journal of Pure and Applied Sciences 8/2 (December 1, 2022): 441-448. https://doi.org/10.29132/ijpas.1115512.

JAMA

1.Onursal N. Siirt Koçpınar Karışık Tip Kil ile Ni (II) İyon Adsorpsiyonu İçin Pseudo-İkinci Kinetik Derece Modelinden Elde Edilen Lineerleştirilmiş 6 Tip Denklem ile Deneysel Verilerle Kinetik Model Doğrulaması. International Journal of Pure and Applied Sciences. 2022;8:441–448.

MLA

Onursal, Nilgün. “Siirt Koçpınar Karışık Tip Kil Ile Ni (II) İyon Adsorpsiyonu İçin Pseudo-İkinci Kinetik Derece Modelinden Elde Edilen Lineerleştirilmiş 6 Tip Denklem Ile Deneysel Verilerle Kinetik Model Doğrulaması”. International Journal of Pure and Applied Sciences, vol. 8, no. 2, Dec. 2022, pp. 441-8, doi:10.29132/ijpas.1115512.

Vancouver

1.Nilgün Onursal. Siirt Koçpınar Karışık Tip Kil ile Ni (II) İyon Adsorpsiyonu İçin Pseudo-İkinci Kinetik Derece Modelinden Elde Edilen Lineerleştirilmiş 6 Tip Denklem ile Deneysel Verilerle Kinetik Model Doğrulaması. International Journal of Pure and Applied Sciences. 2022 Dec. 1;8(2):441-8. doi:10.29132/ijpas.1115512

Cited By

Two new linearized equations derived from the pseudo-second-order kinetic model

Desalination and Water Treatment

https://doi.org/10.5004/dwt.2023.29992

References

1. Adnan, F. and Thanasupsin, S. P. (2016). Kinetic studies using a linear regression analysis for a sorption phenomenon of 17a-methyltestosterone by Salvinia cucullata in an active plant reactor. Environmental Engineering Research, 21(4), 384-392.
2. Aljeboree, A. M., Alshirifi, A. N. and Alkaim, A. F. (2017). Arabian journal of chemistry, 10, S3381-S3393.
3. Altunkaynak, Y., Canpolat, M. and Yavuz, Ö. (2022). Adsorption of cobalt (II) ions from aqueous solution using orange peel waste: equilibrium, kinetic and thermodynamic studies. Journal of the Iranian Chemical Society, 19(6), 2437-2448.
4. Atalar, M. N., Baran, A., Hatipoğlu, A., Firat Baran, M., Yavuz, Ö., Aktepe, N. and Keskin, C. (2021). The Characterization of Silver Nanoparticles Synthesized From Prunus spinosa Fruit and Determination of Antimicrobial Effects on Some Food Pathogens. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (32), 298-305.
5. Dal, M. C., Onursal, N., Yavuz, E. A. and Yavuz, Ö. Y. (2021). Diyarbakır Karacadağ Kırmızı Tepe Skoryası ile Cu (II) Adsorpsiyon Kinetiğinin İncelenmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 12(2), 337-346.
6. Darweesh, H. H. M. (2016). Ceramic wall and floor tiles containing local waste of cement kiln dust—part II: dry and firing shrinkage as well as mechanical properties. Am J Civ Eng Archit, 4(2), 44-49.
7. EPA, U. (2004). Primer for municipal wastewater treatment systems. OoW Management.
8. Ho, Y. S. and McKay, G. (1999). Pseudo-second order model for sorption processes. Process biochemistry, 34(5), 451-465.

9. Ho Y., (2006) Review of second-order models for adsorption systems. Journal of Hazardous Materials, 681-689.
10. Huang, Y.T. (2018). C.-C. A Study On The Pseudo-Second-Order Kinetic Equation For The Adsorption Of Methylene Blue Onto Nitric Acid-Treated Rice Husk Comparison Of Linear Methods. International Journal Of Scientific And Research Publications, 509-515.
11. Kul, A. R., Aldemir, A. and Koyuncu, H. (2021). An investigation of natural and modified diatomite performance for adsorption of Basic Blue 41: isotherm, kinetic, and thermodynamic studies. Desalination and Water Treatment.
12. Largitte, L. and Pasquier, R. (2016). A review of the kinetics adsorption models and their application to the adsorption of lead by an activated carbon. Chemical Engineering Research and Design, 109, 495-504.
13. L. Khalfa and M. Bagane. (2011) "Cadmium Removal from Aqueous Solution by a Tunisian Smectitic Natural and Activated Clay: Thermodynamic Study," Journal of Encapsulation and Adsorption Sciences, Vol.1, No. 4, 2011, pp. 65-71. doi: 10.4236/jeas.2011.14009.
14. Onursal, N., Kul, A. and Yavuz, Ö. (2019). Pb (II) İyonlarının Aktive Edilmiş Karışık Tipteki Kil İle Sudan Uzaklaştırılması İzoterm Kinetik ve Termodinamik Parametrelerin İncelenmesi. Euroasia of Mathematics Engineering Natural & Medical Sciences, 6(7).
15. Onursal, N., Dal, M., Kul, A. and Yavuz, Ö. (2019). Cu (II) İyonlarının Doğal Karışık Tipteki Kil ile Sulu ortamdan Uzaklaştırılması, İzoterm, Kinetik ve Termodinamik Parametrelerin İncelenmesi. Euroasia Journal of Mathematics, Engineering, Natural & Medical Sciences, 7(9), 58-103.
16. Sales, F. R. P., Serra, R. B. G., Figueirêdo, G. J. A. D., Hora, P. H. A. D. and Sousa, A. C. D. (2019). Wastewater treatment using adsorption process in column for agricultural purposes. Revista Ambiente & Água, 14.
17. Üner, O. (2021). Acid Blue 80 Removal from Aqueous Solution by Activated Carbon Obtained from Nerium Oleander Fruits. International Journal of Pure and Applied Sciences, 7(1), 86-99.
18. Yavuz, Ö., Guzel, R., Aydin, F., Tegin, I. and Ziyadanogullari, R. (2007). Removal of Cadmium and Lead from Aqueous Solution by Calcite