SEPİOLİT-ÇİTOSAN KOMPOSİTLERİNİN SENTEZİ ve BU KOMPOSİT İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN Cr(VI) ADSORPSİYONUNUN İNCELENMESİ

Türkan ALTUN; Şerife PARLAYICI

SEPİOLİT-ÇİTOSAN KOMPOSİTLERİNİN SENTEZİ ve BU KOMPOSİT İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN Cr(VI) ADSORPSİYONUNUN İNCELENMESİ

Türkan ALTUN, Şerife PARLAYICI

Öz

Birçok doğal veya ticari adsorbanlar, boyalar, ağır metaller ve diğer kirleticilerin çevreden uzaklaştırılması için adsorpsiyon işlemlerinde yaygın olarak kullanılmıştır. Doğal adsorbanlar, düşük maliyetli ve bol bulunmaları nedeniyle, çoğunlukla tercih edilmektedir. Ayrıca, yeni kaynaklar doğal adsorbanlardan daha verimli adsorbanlar geliştirilebileceğini açıklamıştır. Bu doğal adsorbanları daha verimli hale getirmenin yollarından biri de kompozitler hazırlamaktır. Kitosanın yapısında bulunan hidroksil (-OH) ve amino (-NH2) grupları ağır metallerle bağ yapabilme potansiyeline sahip adsorbanlar elde edilmesini sağlar. Killer, adsorpsiyon çalışmalarında genelde sık kullanılmasıyla birlikte, pratik kullanımlarda agregasyon ve koagülasyon gibi hidrodinamik özellikleri etkileyen olumsuzluklar ile karşılaşılır. Bu olumsuzluklar, killerin kitosan polimerleri ile oluşturduğu kompozitlerin kullanımı ile bertaraf edilebilir. Bu çalışmada ticari sepliolit kili ve kitosan ile kompozit bir adsorban (SK) hazırlanmıştır ve kompozit boncukları (SK) FTIR analizi yapılarak karakterize edilmiştir. Sulu çözeltiden Cr(VI) iyonlarının adsorpsiyonunda (SK) kompoziti kullanılmıştır. Cr(VI) adsorpsiyonuna, pH, adsorban miktarı, adsorbat konsantrasyonu ve temas süresi gibi parametrelerin etkisi araştırılmıştır. Freundlich, Langmuir, Scatchard ve Dubinin-Radushkevich (D-R) adsorpsiyon izoterm modelleri adsorpsiyon dengesinin analizi için kullanılmıştır. Adsorpsiyon işlemi Langmuir ve Scatchard adsorpsiyon izotermlerine uymuştur. Kompozitin Cr(VI) adsorpsiyonu için adsorplama kapasitesi, Scatchard adsorpsiyon izotermi verilerinden hesaplanmıştır. Sepiolit ve SK kompoziti sırasıyla 3.11; 61.048 mg/g maksimum adsorpsiyon kapasitesi ile krom (VI) iyonlarını uzaklaştırmıştır (25 C, pH 2, temas süresi 60 dakika, adsorban miktarı 0.04 g). SK kompozitinin krom (VI) uzaklaştırılmasında etkin
bir şekilde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Komposit, Çitosan, Sepiolit kili, Kompozit(SÇ), Krom(VI), Adsorpsiyon, İzoterm

Tam Metin:

PDF

Referanslar

Akar, S. T., Yetimoglu, Y., Gedikbey, T., 2009, Removal of chromium (VI) ions from aqueous solutions by using Turkish montmorillonite clay: effect of activation and modification, Desalination, 244, 1-3, 97-108.

Altun, T., Pehlivan, E., 2012, Removal of Cr(VI) from aqueous solutions by modified walnut shells, Food Chemistry, 132, 2, 693-700.

Argun, M. E., Dursun, Ş., Özdemir, C., Karataş, M., 2007, Heavy metal adsorption by modified oak sawdust: Thermodynamics and kinetics, Journal of Hazardous Materials, 141, 77–85.

Auta, M., Hameed, B.H., 2014, Chitosan–clay composite as highly effective and low-cost adsorbent for batch and ﬁxed-bed adsorption of methylene blue, Chemical Engineering Journal 237, 352-361.

Bailey, S. E., Olin, T. J., Bricka, R.M., Adrian, D.D., 1999, A review of potentially low-cost sorbents for heavy metals, Water Research, 33, 11, 2469-2479.

Bektaş, N., Ağım, B. A., Kara, S., 2004, Kinetic and equilibrium studies in removing lead ions from aqueous solutions by natural sepiolite, Journal of Hazardous Materials, B112, 115–122.

Bhattacharyya, K. G., Gupta, S. S., 2006, Adsorption of Chromium(VI) from Water by Clays, Ind. Eng. Chem. Res., 45 (21), 7232-7240.

Bilal, M., Shah, J.A., Ashfaq, T., Gardazi, S.M., Tahir, A.A., Pervez, A., Haroon, H.,Mahmood, Q., 2013, Waste biomass adsorbents for copper removal from industrial wastewater–a review. J. Hazard. Mater. , 263 (Part 2), 322-333.

Doğan, M., Turhan, Y., Alkan, M., Namlı, H., Turan, P., Demirbaş, Ö., 2008, Functionalized sepiolite for heavy metal ions adsorption, Desalination, 230, 248–268.

Edebali, S., 2015, Alternative Composite Nanosorbents Based on Turkish Perlite for the Removal of Cr(VI) from Aqueous Solution, Journal of Nanomaterials, Article ID 697026, 7 pages, doi.org/10.1155/2015/697026.

Gładysz-Płaska, A., Majdan, M., Pikus, S., Sternik, D., 2012, Simultaneous adsorption of chromium(VI) and phenol on natural red clay modified by HDTMA, Chemical Engineering Journal, 179, 140-150.

Kyzas, G. Z., Kostoglou, M. ve Lazaridis, N. K., 2009, Copper and chromium(VI) removal by chitosan derivatives-Equilibrium and kinetic studies, Chemical Engineering Journal, 152 (2-3), 440-448.

Levankumar, L., Muthukumaran, V., Gobinath, M.B., 2009, Batch Adsorption and Kinetics of Chromium (VI) Removal from Aqueous Solutions by Ocimum Americanum L. Seed Pods, Journal of Hazardous Materials, 161, 709-713.

Lewandowska, K. , Sionkowska, A., Kaczmarek, B., Furtos, G., 2014, Characterization of chitosan composites with various clays, International Journal of Biological Macromolecules, 65, 534-541.

Monvisade, P., Siriphannon, P., 2009, Chitosan intercalated montmorillonite: Preparation, characterization and cationic dye adsorption, Applied Clay Science, 42, 427-431.

Naiya, T. K., Chowdhury, P., Bhattacharya, A. K., Das, S. K., 2009, Saw dust and neem bark as low-cost natural biosorbent for adsorptive removal of Zn(II) and Cd(II) ions from aqueous solutions, Chemical Engineering Journal, 148, 68–79.

Nameni, M., Alavi, Moghadam, M. R., Arami M., 2008, Adsorption of hexavalent chromium from aqueous solutions by wheat bran, Int. J. Environ. Sci. Tech., 5, 2, 161-168.

Pandey S., Mishra, S.B., 2011, Organic-inorganic hybrid of chitosan/organoclay bionanocomposites for hexavalent chromium uptake, J. Colloid Interface Sci., 361, 509-520.

Pehlivan, E., Arslan, G., 2007, Removal of metal ions using lignite in aqueous solution—Low cost biosorbents, Fuel Processing Technology, 88, 1, 99-106.

Pehlivan, E., Kahraman, H.T., 2012, Hexavalent chromium removal by osage orange, Food Chem., 133, 1478-1484.

Ramos, R. L., Juarez Martinez, A., Guerro Coronado, R. M., 1994, Adsorption of chromium (VI) from aqueous solutions on activated carbon, Water Science and Technology, 30 (9), 191-197.

Sabah, E. and Celik, M.S., 2002, Adsorption mechanism of quaternary amines by sepiolite, Sep. Sci. Technol., 37(13), 3081-3097.

Sargın, I., Kaya, M, Arslan, G., Baran, T., C. Talip, 2015, Preparation and characterisation of biodegradable pollen–chitosan microcapsules and its application in heavy metal removal, Bioresource Technology, 177, 1-7.

Sarin, V., Pant K.K., 2006, Removal of Chromium from Industrial Waste by Using Eucalyptus bark, Bioresource Technology, 97, 1, 15-20.

Sarkar, M., Majumdar, P., 2011, Application of response surface methodology for optimization of heavy metal biosorption using surfactant modiﬁed chitosanbead. Chem. Eng. J., 175, 376-387.

Türker A.R., Bağ H. and Erdoğan B., 1997, Determination of iron and lead by flame atomic absorption spectrometry after preconcentration with sepiolite, J. Fresen. Anal. Chem., 357, 351-353.

Wen, Y.,Tang, Z., Chen, Y. ve Gu, Y., 2011, Adsorption of Cr(VI) from aqueous solutions using chitosan-coated fly ash composite as biosorbent, Chemical Engineering Journal, 175, 110-116.

Wu, YH., Li, B., Feng, SX, Mi, XM , Jiang, JL, 2009, Adsorption of Cr(VI) and As(III) on coaly activated carbon in single and binary systems, Desalination, 249, 3, 1067-1073.

Wu, F.C., Tseng, R.L., Juang, R.S., 2010. A review and experimental veriﬁcation of using chitosan and its derivatives as adsorbents for selected heavy metals. J.Environ. Manage., 91, 798–806.

Zhu, B., Fan, T., Zhang, D., 2008, Adsorption of copper ions from aqueous solution by citric acid modified soybean straw, Journal of Hazardous Materials, 153, 300-308.