Şeker pancarı küspesine emprenye edilmiş Fe3O4 ile sucul ortamlardan nikel giderimi

Abstract

Ağır metal içeren atıksular en önemli çevre problemlerinden birisidir. Adsorpsiyon su atıksulardan ağır metal gideriminde uygulama ve tasarım kolaylıkları nedeniyle diğer konvansiyonel arıtım tekniklerine göre tercih edilebilmektedir. Ancak ekonomik olabilmesi için düşük-maliyetli adsorban maddelerin kullanımı gerekmektedir. Endüstriyel atıkların adsorpsiyon prosesinde kullanımı hem atıkların giderimi problemine bir çözüm hem de atıkların faydalı bir amaç için düşük maliyetli bir adsorban olarak kullanımı şeklinde bir yeniden kullanım metodu sağlamaktadır. Bu nedenle iki avantaj bulunmaktadır: Güvenilir ve zararsız bir adsorban üretimi için ağır metal gideriminin yanı sıra endüstri kaynaklı muhtemel tüm ucuz adsorban kaynaklarının araştırılmasına ihtiyaç vardır. Çay atıkları, deri endüstrisi atıkları, zeytinyağı üretim atıkları, atık gazete, pil endüstrisi atıkları gibi düşük maliyetli ve çevresel olarak uygun pek çok adsorban madde sucul ortamlardan ağır metal gideriminde kullanılabilmektedir. Son yıllarda manyetik özelliklere sahip adsorban maddelerin su ve atıksulardan farklı kirleticilerin gideriminde kullanımı, bu malzemelerin yüzey özellikleri ve çözeltiden kolay ayrılabilmesi nedeniyle artmaktadır. Bu çalışmada şeker pancarı küspesine emprenye edilmiş Fe3O4 manyetik kompoziti, kimyasal çökeltme tekniği kullanılark sentezlenmiştir. Manyetik nanoparçacığın nikel giderim verimliliği, temas süresi, adsorban dozu, pH, başlangıç ağır metal konsantrasyonu vb. değişken çevresel şartların etkisi altında incelenmiştir. Deneysel çalışmalar göstermiştir ki, 25 mg/L başlangıç nikel konsantrasyonunda, 40 dk temas süresinde, 200 rpm karıştıma hızı, 5 g/L nanoparçacık dozu ve pH 6.6 (orijinal pH) için malzemenin maksimum adsorplama kapasitesi 9.36 mg/g olarak belirlenmiştir. Freundlich ve Langmuir izoterm çalışmaları yapılmış ve korelasyon katsayıları sırasıyla %94.5 ve %99.4 olarak belirlenmiştir. Nanoparçacık karakterizasyonu XRD, SEM/EDX analizleri ile aydınlatılmıştır.

Industrial wastewaters which contain heavy metals are one of the most important environmental problems. Adsorption has preferable properties compared to other conventional treatment techniques due to the operating and design facilities in heavy metal removal from water and wastewater. However, low-cost adsorbent materials should be used in order to be economically. The use of industrial wastes in the adsorption process provides both a solution to the problem of the removal of wastes and a reuse method for the use of wastes as a low cost adsorbent for a useful purpose. Therefore, it has two advantages: There is a need to investigate the feasibility of investigating all possible industry-based cheap adsorbent sources as well as the removal of heavy metals for the production of a reliable and harmless adsorbent. A large number of industrial low-costly and environmentally suitable adsorbents such as tea waste, waste of leather factory, waste of olive oil products, newspaper dough, battery industry waste are used for heavy metal removal from aqueous solutions. In recent years, the usage of adsorbent materials with magnetic properties due to their surface properties and enable easy separation from the solution, increases in the removal of different pollutants from water and wastewaters. In this study, the magnetic composites material was synthesized with Fe3O4 impregnated to sugar beet pulp using chemical precipitation techniques. Nickel removal performance of magnetic nanoparticles was investigated under different environmental conditions such as contact time, adsorbent dose, pH, initial heavy metal concentration, etc. The experimental studies have shown that, the maximum adsorption capacity of material was achieved as 9.36 mg/g for aqueous solution containing 25 mg/L initial nickel concentration at 40 minute contact time, 200 rpm shaking speed, 5 g/L nanoparticle dose and pH 6.6 (original pH). Freundlich and Langmuir isotherm experiments were performed and correlation coefficients were determined as 94.5% and 99.4%, respectively. Nanoparticle characterization was illuminated with XRD, SEM/EDX analysis.