Cevap Yüzey Yöntemi Kullanılarak Eosin Sarısının Renksizleştirilmesi için Aloe Vera Destekli Gümüş Katalizörün Araştırılması

Şakir Yılmaz

doi:10.53433/yyufbed.1078950

TR EN

Cevap Yüzey Yöntemi Kullanılarak Eosin Sarısının Renksizleştirilmesi için Aloe Vera Destekli Gümüş Katalizörün Araştırılması

Öz

Eosin sarısı (ES) genellikle hem insan sağlığı hem de çevre için toksik bir boyadır. Bu çalışmada Aloe vera destekli gümüş (Ag/AV) katalizörü sodyum borohidrür (NaBH₄) indirgeme yöntemi ile sentezlenmiştir. Sentezlenen malzeme, bir anyonik boya olan ES’nin renk gideriminde potansiyel katalizör olarak kullanılmıştır. Başlangıç ES konsantrasyonu (C_o), zaman ve katalizör miktarı, NaBH4 varlığında ES renk giderimi üzerindeki etkileri araştırıldı ve proses koşulları, cevap yüzey yöntemi (response surface methodology – RSM) kullanılarak optimize edildi. Optimizasyon analizinden, 10.96 mg/L C_o, 73.50 s süre ve 0.78 mg/mL katalizör miktarında %84.99’luk maksimum ES renksizleştirme verimliliği elde edildi. Ayrıca, kinetik çalışmalar, NaBH₄ varlığında Ag/AV üzerinde ES’nin renksizleştirmesinin, yalancı ikinci dereceden bir kinetik modeli takip ettiğini göstermiştir. Termodinamik çalışmalar, ES renk giderme işleminin ekzotermik ve kendiliğinden olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak hazırlanan katalizörün ES gibi organik kirleticilerin renksizleştirilmesinde verimli bir şekilde kullanılabileceği sonucuna varılabilir.

Anahtar Kelimeler

Aloe vera, Cevap yüzey yöntemi, Eosin sarısı, Gümüş nanopartikül, Renksizleştirme

Investigation of Aloe Vera Supported Silver Catalyst for Decolourization of Eosin Yellow Using Response Surface Methodology

Öz

Eosin yellow (EY) is generally a toxic dye for both human health and environment. In the present work, Aloe vera supported silver (Ag/AV) catalyst was synthesized by sodium borohydride (NaBH₄) reduction method. The synthesized material was used as potential catalyst for the degradation of ES, an anionic dye. The effects of initial ES concentration (C_o), time, and catalyst amount on ES decolourization in the presence of NaBH₄ were investigated and the process conditions were optimized by using response surface methodology (RSM). From the optimization analysis, a maximum ES decolourization efficiency of 84.99% was obtained at 10.96 mg/L C_o, 73.50 s time, and 0.78 mg/mL catalyst amount. Moreover, the kinetic studies indicated that the decolourization of ES on Ag/AV in the presence of NaBH₄ follows a pseudo second order kinetic model. Thermodynamic studies indicated that the ES decolourization process was exothermic and spontaneous. Finally, it can be concluded that the prepared catalyst could be utilized efficiently in the decolourization of organic contaminants such as ES.

Anahtar Kelimeler

Aloe vera, Decolourization, Eosin yellow, Response surface methodology, Silver nanoparticle

Kaynakça

Abedi, S., Mousavi, H. Z., & Asghari, A. (2016). Investigation of heavy metal ions adsorption by magnetically modified aloe vera leaves ash based on equilibrium, kinetic and thermodynamic studies. Desalination and Water Treatment, 57, 13747-13759. doi: 10.1080/19443994.2015.1060536
Albalwi, H., Abou El Fadl, F. I., Ibrahim, M. M., & Abou Taleb, M. F. (2022). Catalytic activity of silver nanocomposite alginate beads fordegradation of basic dye: Kinetic and isothermal study. Applied Organometallic Chemistry, 36, e6490. doi: 10.1002/aoc.6490
Alwahibi, M., Soliman, D., Awad, M., Alangery, A. B., Dehaish, H. A., & Alwasel, Y. A. (2021). Green synthesis of silver nanoparticles: Characterization and its potential biomedical applications. Green Processing and Synthesis, 10, 412-420. doi: 10.1515/gps-2021-0039
Anwar, Y., Mohammed Ali, H. S. H., Ur Rehman, W., Hemeg, H. A., & Khan, S. A. (2021). Antibacterial films of alginate-CoNi-coated cellulose paper stabilized Co NPs for dyes and nitrophenol degradation. Polymers, 13, 4122. doi: 10.3390/polym13234122
Bakhsh, E. M., Ismail, M., Sharafat, U., Akhtar, K., Fagieh, T. M., Danish, E. Y., Khan, S. B., Khan, M. I., Khan, M. A., & Asiri, A. M. (2022). Highly efficient and recoverable Ag-Cu bimetallic catalyst supported on taro-rhizome powder applied for nitroarenes and dyes reduction. Journal of Materials Research and Technology, 18, 769-787. doi: 10.1016/j.jmrt.2022.02.062
Buledi, J. A., Pato, A. H., Kanhar, A. H., Solangi, A. R., Batool, M., Ameen, S., & Palabiyik, I. M. (2021). Heterogeneous kinetics of CuO nanoflakes in simultaneous decolorization of Eosin Y and Rhodamine B in aqueous media. Applied Nanoscience, 11, 1241-1256. doi: 10.1007/s13204-021-01685-y
Chishti, A. N., Guo, F., Aftab, A., Ma, Z., Liu, Y., Chen, M., Gautam, J., Chen, C., Ni, L., & Diao, G. (2021). Synthesis of silver doped Fe3O4/C nanoparticles and its catalytic activities for the degradation and reduction of methylene blue and 4-nitrophenol. Applied Surface Science, 546, 149070. doi: 10.1016/j.apsusc.2021.149070
Doan, V. D., Phan, T. L., Le, V. T., Vasseghian, Y., Evgenievna, L. O., Tran, D. L., & Le, V. T. (2022). Efficient and fast degradation of 4-nitrophenol and detection of Fe(III) ions by Poria cocos extract stabilized silver nanoparticles. Chemosphere, 286, 131894. doi: 10.1016/j.chemosphere.2021.131894
El-Shaheny, R. (2019). Utility of a green fluorone-based turn-off fluorescence probe for submicromolar determination and stability testing of two macrolides. Insights into reaction thermodynamics, quenching mechanism, and identification of the oxidative degradation products by ESI+-MS. Microchemical Journal, 147, 1192-1202. doi: 10.1016/j.microc.2019.04.037
Fardsadegh, B., & Jafarizadeh-Malmiri, H. (2019). Aloe vera leaf extract mediated green synthesis of selenium nanoparticles and assessment of their In vitro antimicrobial activity against spoilage fungi and pathogenic bacteria strains. Green Processing and Synthesis, 8, 399-407. doi: 10.1515/gps-2019-0007

Ghime, D., Mohapatra, T., Verma, A., Banjare, V., & Ghosh, P. (2020). Photodegradation of aqueous eosin yellow dye by carbon-doped TiO2 photocatalyst. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 597, 012010. doi: 10.1088/1755-1315/597/1/012010
Huang, R., Yang, J., Cao, Y., Dionysiou, D. D., & Wang, C. (2022). Peroxymonosulfate catalytic degradation of persistent organic pollutants by engineered catalyst of self-doped iron/carbon nanocomposite derived from waste toner powder. Separation and Purification Technology, 291, 120963. doi: 10.1016/j.seppur.2022.120963
Jo, S. T., Shin, H. S., Lee, Y. G., Lee, J. H., & Choi, J. Y. (2022). Optimal design of a BLDC motor considering three-dimensional structures using the response surface methodology. Energies, 15, 461. doi: 10.3390/en15020461
Khaniabadi, Y. O., Heydari, R., Nourmoradi, H., Basiri, H., & Basiri, H. (2016). Low-cost sorbent for the removal of aniline and methyl orange from liquid-phase: Aloe Vera leaves wastes. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 68, 90-98. doi: 10.1016/j.jtice.2016.09.025
Liang, J., Cui, L., Li, J., Guan, S., Zhang, K., & Li, J. (2021). Aloe vera: A medicinal plant used in skin wound healing. Tissue Engineering Part B: Reviews, 27, 455-474. doi: 10.1089/ten.teb.2020.0236
Lim, Z. X., & Cheong, K. Y. (2015). Effects of drying temperature and ethanol concentration on bipolar switching characteristics of natural Aloe vera-based memory devices. Physical Chemistry Chemical Physics, 17, 26833-26853. doi: 10.1039/C5CP04622J
Malviya, T., Tandon, P. K., Gupta, M. K., Singh, V., & Tripathi, D. N. (2022). Simple nanoprecipitation method for size-restricted synthesis of aloevera nanoparticles: Characteristic analysis and its application as an adsorbent. Journal of the Indian Chemical Society, 99, 100306. doi: 10.1016/j.jics.2021.100306
Meena Kumari, M., & Philip, D. (2015). Degradation of environment pollutant dyes using phytosynthesized metal nanocatalysts. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 135, 632-638. doi: 10.1016/j.saa.2014.07.037
Moussadik, A., Brigiano, F. S., Tielens, F., Halim, M., Kacimi, M., & El Hamidi, A. (2022). Self-supported Ag nanoparticles on AgTi2(PO4)3 for hazardous dyes reduction in industrial wastewater. Journal of Environmental Chemical Engineering, 10, 106939. doi: 10.1016/j.jece.2021.106939
Nazir, M. A., Najam, T., Bashir, M. S., Javed, M. S., Bashir, M. A., Imran, M., Azhar, U., Shah, S. S. A., & ur Rehman, A. (2022). Kinetics, isothermal and mechanistic insight into the adsorption of eosin yellow and malachite green from water via tri-metallic layered double hydroxide nanosheets. Korean Journal of Chemical Engineering, 39, 216–226. doi: 10.1007/s11814-021-0892-3
Panchal, P., Paul, D. R., Gautam, S., Meena, P., Nehra, S. P., Maken, S., & Sharma, A. (2022). Photocatalytic and antibacterial activities of green synthesized Ag doped MgO nanocomposites towards environmental sustainability. Chemosphere, 297, 134182. doi: 10.1016/j.chemosphere.2022.134182
Pandey, S. K., Mishra, P. K., & Tiwary, D. (2022). Enhanced photocatalytic performance of NiS/ZnO nanocomposite for the remediation of PNP and RhB dye. Journal of Environmental Chemical Engineering, 10, 107459. doi: 10.1016/j.jece.2022.107459
Pato, A. M., Balouch, A., Talpur, F. N., Abdullah, Panah, P., Mahar, A. M., Jagirani, M. S., Kumar, S., & Sanam, S. (2021). Fabrication of TiO2@ITO-grown nanocatalyst as efficient applicant for catalytic reduction of Eosin Y from aqueous media. Environmental Science and Pollution Research, 28, 947-959. doi: 10.1007/s11356-020-10548-y
Prajapati, A. K., Das, S., & Mondal, M. K. (2020). Exhaustive studies on toxic Cr(VI) removal mechanism from aqueous solution using activated carbon of Aloe vera waste leaves. Journal of Molecular Liquids, 307, 112956. doi: 10.1016/j.molliq.2020.112956
Qin, X., Wang, Z., Guo, C., Guo, R., Lv, Y., & Li, M. (2022). Fulvic acid degradation in Fenton-like system with bimetallic magnetic carbon aerogel Cu-Fe@CS as catalyst: Response surface optimization, kinetic and mechanism. Journal of Environmental Management, 306, 114500. doi: 10.1016/j.jenvman.2022.114500
Raza, S., Raza, M., Zada, S., Li, X., & Liu, C. (2021). Fabrication of biomass-derived polymer with dopamine and Ag nanoaggregates: Prevention of the biofilm of bacteria and catalytic degradation of organic dyes. European Polymer Journal, 157, 110635. doi: 10.1016/j.eurpolymj.2021.110635
Sahoo, R., Dutta, S., Pradhan, M., Ray, C., Roy, A., Pal, T., & Pal, A. (2014). Arsenate stabilized Cu2O nanoparticle catalyst for one-electron transfer reversible reaction. Dalton Transactions, 43, 6677. doi: 10.1039/c3dt53606h
Salehi, K., Bahmani, A., Shahmoradi, B., Pordel, M. A., Kohzadi, S., Gong, Y., Guo, H., Shivaraju, H. P., Rezaee, R., Pawar, R. R., & Lee, S. M. (2017). Response surface methodology (RSM) optimization approach for degradation of Direct Blue 71 dye using CuO–ZnO nanocomposite. International Journal of Environmental Science and Technology, 14, 2067–2076. doi: 10.1007/s13762-017-1308-0
Sharma, N., Jha, R., Baghel, S., & Sharma, D. (2017). Study on photocatalyst Zinc Oxide annealed at different temperatures for photodegradation of Eosin Y dye. Journal of Alloys and Compounds, 695, 270-279. doi: 10.1016/j.jallcom.2016.10.194
Sherin, L., Sohail, A., Shujaat, S., Bashir, M. M., Inam, S., Arshad, Z., & Ul-Hamid, A. (2021). Investigation of catalytic potential and radical scavenging efficacy of Terminalia bellerica roxb bark mediated ecofriendly silver nanoparticles. Journal of Cluster Science, 32, 1015–1031. doi: 10.1007/s10876-020-01865-w
Shokati fard, E., & Baseri, H. (2022). ZnO-based composite catalysts for photocatalytic degradation of reactive black 5, and the optimization of process parameters. Water and Environment Journal, 1– 14. doi: 10.1111/wej.12768
Šimšíková, M., Bartoš, M., Čechal, J., & Šikola, T. (2016). Decolorization of organic dyes by gold nanoflowers prepared on reduced graphene oxide by tea polyphenols. Catalysis Science & Technology, 6, 3008. doi: 10.1039/c5cy01836f
Taşçı, T., Küçükyıldız, G., Hepyalçın, S., Ciğeroğlu, Z., Şahin, S., & Vasseghian, Y. (2022). Boron removal from aqueous solutions by chitosan/functionalized-SWCNT-COOH: Development of optimization study using response surface methodology and simulated annealing. Chemosphere, 288, 132554. doi: 10.1016/j.chemosphere.2021.132554
Veerakumar, P., Muthuselvam, I. P., Thanasekaran, P., & Lin, K. C. (2018). Low-cost palladium decorated on m-aminophenol-formaldehyde-derived porous carbon spheres for the enhanced catalytic reduction of organic dyes. Inorganic Chemistry Frontiers, 5, 354-363. doi: 10.1039/C7QI00553A
Vélez, E., Campillo, G., Morales, G., Hincapié, C., Osorio, J., & Arnache, O. (2018). Silver nanoparticles obtained by aqueous or ethanolic aloe vera extracts: An assessment of the antibacterial activity and mercury removal capability. Journal of Nanomaterials, 2018, 7215210. doi: 10.1155/2018/7215210
Zhang, W., Song, H., Zhu, L., Wang, G., Zeng, Z., & Li, X. (2022). High flux and high selectivity thin-film composite membranes based on ultrathin polyethylene porous substrates for continuous removal of anionic dyes. Journal of Environmental Chemical Engineering, 10, 107202. doi: 10.1016/j.jece.2022.107202
Zhang, X., Yao, J., Peng, W., Xu, W., Li, Z., Zhou, C., & Fang, Z. (2018). Degradation of dichloroacetonitrile by a UV/peroxymonosulfate process: modeling and optimization based on response surface methodology (RSM). RSC Advances, 8, 33681-33687. doi: 10.1039/C8RA07009A

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Şakir Yılmaz ^*
0000-0001-9797-0959
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

30 Ağustos 2022

Gönderilme Tarihi

25 Şubat 2022

Kabul Tarihi

11 Mayıs 2022

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2022 Cilt: 27 Sayı: 2

DOI

https://doi.org/10.53433/yyufbed.1078950

IZ

https://izlik.org/JA85UR83TF

APA

Yılmaz, Ş. (2022). Cevap Yüzey Yöntemi Kullanılarak Eosin Sarısının Renksizleştirilmesi için Aloe Vera Destekli Gümüş Katalizörün Araştırılması. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 27(2), 269-285. https://doi.org/10.53433/yyufbed.1078950

AMA

1.Yılmaz Ş. Cevap Yüzey Yöntemi Kullanılarak Eosin Sarısının Renksizleştirilmesi için Aloe Vera Destekli Gümüş Katalizörün Araştırılması. YYUFBED. 2022;27(2):269-285. doi:10.53433/yyufbed.1078950

Chicago

Yılmaz, Şakir. 2022. “Cevap Yüzey Yöntemi Kullanılarak Eosin Sarısının Renksizleştirilmesi için Aloe Vera Destekli Gümüş Katalizörün Araştırılması”. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 27 (2): 269-85. https://doi.org/10.53433/yyufbed.1078950.

EndNote

Yılmaz Ş (01 Ağustos 2022) Cevap Yüzey Yöntemi Kullanılarak Eosin Sarısının Renksizleştirilmesi için Aloe Vera Destekli Gümüş Katalizörün Araştırılması. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 27 2 269–285.

IEEE

[1]Ş. Yılmaz, “Cevap Yüzey Yöntemi Kullanılarak Eosin Sarısının Renksizleştirilmesi için Aloe Vera Destekli Gümüş Katalizörün Araştırılması”, YYUFBED, c. 27, sy 2, ss. 269–285, Ağu. 2022, doi: 10.53433/yyufbed.1078950.

ISNAD

Yılmaz, Şakir. “Cevap Yüzey Yöntemi Kullanılarak Eosin Sarısının Renksizleştirilmesi için Aloe Vera Destekli Gümüş Katalizörün Araştırılması”. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 27/2 (01 Ağustos 2022): 269-285. https://doi.org/10.53433/yyufbed.1078950.

JAMA

1.Yılmaz Ş. Cevap Yüzey Yöntemi Kullanılarak Eosin Sarısının Renksizleştirilmesi için Aloe Vera Destekli Gümüş Katalizörün Araştırılması. YYUFBED. 2022;27:269–285.

MLA

Yılmaz, Şakir. “Cevap Yüzey Yöntemi Kullanılarak Eosin Sarısının Renksizleştirilmesi için Aloe Vera Destekli Gümüş Katalizörün Araştırılması”. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, c. 27, sy 2, Ağustos 2022, ss. 269-85, doi:10.53433/yyufbed.1078950.

Vancouver

1.Şakir Yılmaz. Cevap Yüzey Yöntemi Kullanılarak Eosin Sarısının Renksizleştirilmesi için Aloe Vera Destekli Gümüş Katalizörün Araştırılması. YYUFBED. 01 Ağustos 2022;27(2):269-85. doi:10.53433/yyufbed.1078950

Cevap Yüzey Yöntemi Kullanılarak Eosin Sarısının Renksizleştirilmesi için Aloe Vera Destekli Gümüş Katalizörün Araştırılması

Öz

Anahtar Kelimeler

Investigation of Aloe Vera Supported Silver Catalyst for Decolourization of Eosin Yellow Using Response Surface Methodology

Öz

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

Ayrıntılar

Birincil Dil

Konular

Bölüm

Yazarlar

Yayımlanma Tarihi

Gönderilme Tarihi

Kabul Tarihi

Yayımlandığı Sayı

DOI

IZ

Kaynak Göster