Boya Uzaklaştırılması İçin Düşük Maliyetli Adsorbent: Aljinat-montmorillonit Hibrid Küreleri İle Metilen Mavisinin Uzaklaştırılması

Abstract

Bu çalışmada aljinat ve kilin adsorban olarak avantajlarını birleştirerek yeni bir stratejide hibrid aljinat-kil küreleri hazırlandı ve metilen mavisi örnek kirletici olarak seçilerek, hibrid kürelerin metilen mavisine karşı adsorpsiyon etkinliği incelendi. Adsorpsiyon süresi, adsorplama sıcaklığı, adsorban miktarının, metilen mavisinin başlangıç konsantrasyonunun adsorpsiyona etkisi tek tek incelendi. Bu deneyler sonucu elde edilen metilen mavisinin çözeltide kalan denge konsantrasyonları ile gram adsorban başına tutulan metilen mavisi değerleri farklı adsorpsiyon izotermlerine uygulanarak sisteme en uygun adsorpsiyon izoterm modeli tespit edildi. Metilen mavisinin farklı iki başlangıç konsantrasyonunda adsorpsiyon zamanına karşılık adsorpsiyon kinetikleri incelendi. Deneysel verilere birinci dereceden, ikinci dereceden, intraparticle difüzyon ve Elovich kinetik modellerine uygulanarak incelendi. Bu çalışmada derin dondurucuda bekletilerek elde edilen kürelerin adsorpsiyon kapasitesi, oda sıcaklığında kurutulan kürelerin adsorpsiyon kapasitesi ile karşılaştırıldı ve çalışmada izlenen strateji ile elde edilen kürelerin asdsorpsiyon kapasitelerinin geleneksel oda sıcaklığında kurutularak elde edilen kürelerden daha fazla olduğu tespit edildi. Kürelerin derin dondurucuda dondurulmasının yüzey morfolojisine etkisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak incelendi. Sonuç olarak, önerilen yolla hazırlanan Alginate-Kil komposit adsorban metilen mavisini sulardan uzaklaştırmak için iyi bir aday adsorbandır. Hazırlanma yöntemi kolay ve ucuzdur, en önemlisi toksik özellik göstermeyen ve biyobozunur olmasından dolayı çevre dostu bir malzemedir.

The aim of this study is to investigate the removal of Methylene Blue (MB) dye from aqueous solutions by the adsorption on Alginate-Clay hybride beads adsorbents. For this reason, a novel strategy was used to prepare Alginate–Clay hybride beads. Alginate-Clay beads were prepared by dropping the Alginate-Clay suspension into CaCl2 solution. The obtained hydrogel beads were taken in distillate water and left in deep-freeze at -210C for 24 hours. Mixture was defreezed and subsequently the beads are filtered and dried at room temperature. These beads are used to remove MB from water. The influence of adsorption time, adsorption temperature and initial MB concentration on the removal efficiency were investigated. Experimental tests were conducted in a batch process. The experimental data were analyzed using Langmuir, Freundlich, Tempkin and Dubinin-Radushkevich isotherm models. Pseudo-first order, pseudo-second order, intraparticle diffusion and Elovich kinetic models were used to examine the experimental data in two different initial MB concentrations. Thermodynamic analysis was carried out for the dye-adsorbent system. Surface morphology was also examined using Scanning Electron Microscopy (SEM). All models showed a favorable adsorption however out of the investigated models Freundlich model fitted better to the experimental data. The second order kinetic model well matched to experimental data. Prepared low-cost hybride hydrogels showed high removal efficiency from aqueous water. In conclusion, Alginate-Clay biosorbent prepared in this research is a good adsorbent candidate to remove methylene blue dye from aqueous water. It is cheap, the preparation of beads is a very easy process and more importantly Alginate-Clay beads are non-toxic and biodegradable, consequently environmentally friendly materials.