Menengiç bazli biyosorbentlerin sentezi, karakterizasyonu ve sorpsiyon özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Tekstil boyar maddeleri atık sularda bulunan, çevre ve insan sağlığını olumsuz yönde etkileyen kirleticilerdendir. Bu kimyasalların atık sulardan uzaklaştırılması canlı yaşamı için önemlidir. Menengiç iç kabuğundan oluşan toz haline getirilen malzemeyi kitosan ile kapladıktan sonra indigo karmin ve sülfür black olmak üzere iki tane boyar madde üzerinde çalışılmıştır. Bu çalışmada menengiç meyvesinin iç kabuğunun tozu kitosan ile modifiye edilerek mikro kapsül haline getirildi ve sulardan indigo karmin ve sülfür black uzaklaştırılması için kullanıldı. Adsorpsiyon deneyleri sırasında madde miktarı, zaman, konsantrasyon ve sıcaklık parametrelerin etkileri incelendi. Adsorpsiyon prosesinin indigo karmin için 0,04 g madde miktarında dengeye ulaştığı görülmüştür. Adsorpsiyon prosesinin indigo karmin için 120 dakika dengeye ulaştığı gözlemlenmiştir. Aynı zamanda indigo karmin çözelti pH değeri 2, diğer deneylerde sabit tutulmuş ve değiştirilmemiştir. Adsorpsiyon prosesinin sülfür black için 0,04 g madde miktarında dengeye ulaştığı görülmüştür. Adsorpsiyon prosesinin sülfür black için 60 dakika dengeye ulaştığı gözlemlenmiştir. Aynı zamanda sülfür black çözelti pH değeri 2, diğer deneylerde sabit tutulmuş ve değiştirilmemiştir. Çalışmaların son aşamasında, adsorpsiyon dengesinin matematiksel olarak tanımlanmasında Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon modelleri kullanıldı ve model sabitleri hesaplandı. Sonuç olarak deneysel verilerin hem indigo carmin çözeltisi hem de sülfür black çözeltisi için Langmuir izoterm modeline uyduğu görülmüştür. Ayrıca kinetik verilerin birinci derece ve ikinci derece kinetik modellere uyumu araştırıldı, her modele ait kinetik sabitler bulunmuştur. Buna göre her iki boyar madde olan indigo karmin ve sülfür black çözeltilerinin ikinci derece kinetik modele daha uygun olduğu sabitlerden görülmüştür. Son olarak her sistem için adsorpsiyon termodinamik sabitleri olan ∆H, ∆S, ∆G termodinamik eşitlikler kullanılarak belirlenmiştir.

Textile dyes are one of the pollutants found in wastewater, which negatively affect human and environmental health. Removal of these chemicals from wastewater is important for that life of the living beings. After coating powdered material consisting of the inner shell of menengic with chitosan, two dyestuffs, indigo carmine and sulfur black, were studied. In this study, the powder of the inner peel of the menengic fruit was modified with chitosan and turned into microcapsules and used for the removal of indigo carmine and sulfur black from water. During the adsorption experiments, the effects of parameters such as substance amount, time, concentration and temperature were investigated. It was observed that the adsorption process reached equilibrium for indigo carmine at the amount of 0.04 g substance. It was observed that the adsorption process reached equilibrium for indigo carmine in 120 minute. At the same time, the pH value of indigo carmine solution was kept constant and unchanged in other experiments. It was observed that the adsorption process reached equilibrium at 0.04 g of substance for sulfur black. It was observed that the adsorption process reached equilibrium at 60 minute for sulfur black. At the same time, the pH value of the sulfur black solution was kept constant at 2 in other experiments and was not changed. In the last stage of the studies, Langmuir and Freundlich adsorption models were used to define the adsorption equilibrium mathematically and the model constants were calculated. As a result, it was seen that the experimental data conformed to the Langmuir isotherm model for both the indigo carmin solution and the sulfur black solution. In addition, kinetic constants of each model were found by investigating the compatibility of kinetic data with first-order and second-order kinetic models. Accordingly, it was seen from the constants that both indigo carmine solution and the sulfur black solution were more suitable for the second order kinetic model. Finally, the adsorption thermodynamic constants ∆H, ∆S, ∆G for each system were determined using thermodynamic equations.