Sulu çözeltilerden adsorpsiyon yöntemi ile Cr (VI) giderimi
Cr (VI) removal with adsorption method from aquatic solutions
Yazar: MEHTAP KARAKAŞ
Danışman: DOÇ. DR. ESRA ALTINTIĞ
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Anahtar kelimeler: Aktif karbon, krom (vı), adsorpsiyon, termodinamik, kinetik, atiksu

Bu çalışmada, tarımsal atık olan kestane iç kabuklarının H3PO4 ile aktifleştirilmesi ile elde edilmiş olan aktif karbon ile Cr (VI) giderimi incelenmiştir. Adsorpsiyona başlangıç pH' ı (1-8), başlangıç Cr (VI) konsantrasyonu (25-250 mg/L), adsorbent miktarı (0,05-1,0 g/100 mL) , sıcaklık (293-313 K) ve temas süresi (5-120 dakika) gibi farklı parametrelerin etkisi incelenmiştir. Cr (VI) adsorpsiyonunun Langmiur ve Freundlich izotermlerine uygunlukları araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda en yüksek Cr (VI) gideriminin 60 dakikada olduğu belirlenmiştir. En yüksek Cr (VI) giderim verimi pH 2' de elde edilmiştir. pH yükseldikçe adsorpsiyon veriminin düştüğü belirlenmiştir. pH 2'de, 293K sıcaklıkta, 250 rpm karıştırma hızında, yapılan deneylerde, aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesi 227,27 mg/g dır. Adsorbent miktarı 0,1 gram ve sıcaklığın 293 K olduğu belirlenmiştir. Elde edilen deneysel verilere göre denge adsorpsiyonunun Langmuir izotermine uyduğu görülmüştür.

İki farklı konsantrasyonda kinetik çalışmalar yapılmış ve bunların sonucunda Cr(VI) adsorpsiyonunun psödo ikinci derecede uyduğu belirlenmiştir. Termodinamik çalışmalarda iki farklı konsantasyonda yapılmıştır ve bu sonuçlar ışığında 100 mg/L Cr (VI) çözeltisi için ΔH= 63,20 kj/mol ve ΔS=231,03 kj/molK iken 250 mg/L Cr (VI) çözeltisi için ΔH= 84,07 kj/mol ve ΔS=303,32 kj/molK olarak bulunmuştur. Elde edilen sonuçlardan, standard Gibbs Serbest enerjisi değerlerinin negatif, standart entalpi ve standart entropi değerlerinin ise pozitif olduğu belirlenmiştir. Tüm deneysel sonuçlar, kestane iç kabuklarının H3PO4 ile aktivasyonu sonucu elde edilen aktif karbon ile sulu çözeltiden Cr (VI) iyonunun uzaklaştırılmasında çevreyle dost, düşük maliyetli ve kolay elde edilebilir adsorbent olduğunu göstermiştir.

Abstract:
Keywords: Activated carbon, chromium(VI), adsorption, thermodynamic, kinetic, wastewater

In this study, the removal of Cr (VI) with activated carbon obtained by activation of chestnut inner shells with H3PO4 agricultural waste, was examined. The effect of different parameters such as, initial pH to adsorption (1-8), initial Cr (VI) concentration (25-250 mg / L), amount of adsorbent (0.05 - 1.0 g / 100 mL), temperature (293-313 K) and contact time (5-120 minutes) ,were examined. The suitability of Cr (VI) adsorption to Langmiur and Freundlich isotherms was investigated. As a result of experimental studies, the highest Cr (VI) removal was identified as 60 min. The highest yield of Cr (VI) was obtained at pH 2. It is seen that, as the pH increased, the adsorption yield decreased. In the experiments, pH 2, temperature 293K, stirring speed of 250 rpm, the adsorption capacity of activated carbon is 227.27 mg / g. Contact time 60 min., to adsorbent amount 0.1 g and temperature were identified to be 293 K. According the obtained experimental data, it was observed that the equilibrium adsorption was consistent with the Langmuir isotherm. 

Kinetic studies were performed at two different concentrationsand Cr (VI) adsorption was determined to be in pseudo second order. The result were found as ΔH=63.20 kj/mol ve ΔS= 231.03 kj/molK for 100 mg/L and ΔH=84.07 kj/mol ve ΔS= 303.32 kj/molK for 250 mg/L . It is determined from the obtained results, the standard Gibbs free energy values were negative, standard enthalpy and standard entropy values were positive. All experimental results showed that the environmentally friendly, low-cost and easily available adsorbent for the removal of Cr (VI) ion from aqueous solution by activated carbon obtained with activation of chestnut inner shells with H3PO4 .