Mangan oksit kaplı alünit ile kesikli ve sürekli sistemlerde reaktif turuncu 13 boyarmaddesinin giderimi
Removal of reactive orange 13 dye in batch and continuous systems with manganese oxide coated alunite
Yazar: SEVÇİN ASLAN
Danışman: PROF. DR. SİBEL AKAR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Endüstride geniş kullanım alanına sahip aromatik yapıdaki sentetik boyarmaddeler, suda az çözünürler. Boyarmaddelerin toksik doğasından dolayı, bu boyarmaddeleri içeren içeren endüstriyel atıksuların doğal su kaynaklarına karışması, canlı sistemler üzerinde zararlı etkilere neden olmaktadır. Bu nedenle, etkili yöntemler kullanılarak boyarmadde içeren atıksuların arıtılması çevre açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, doğal bir mineral olan alünit yüzeyinin mangan oksit kaplanması ile boyarmadde adsorpsiyon etkinliğinin artırılması amaçlanmıştır. Adsorbanın adsorpsiyon özellikleri, optimizasyon çalışmaları, izoterm ve kinetik model uygulamaları açısından incelenmiştir. Adsorpsiyon veriminin başlangıç pH, adsorban dozajı, temas süresi, boyarmadde derişimi ve akış hızı ile değiştiği bulunmuştur. 20 mg adsorban kullanıldığında pH 2,0'de %98,48 adsorpsiyon verimi elde edilmiş ve adsorpsiyon dengesine 5 dakikada ulaşılmıştır. En yüksek RT13 (Reaktif Turuncu 13) adsorpsiyon kapasitesi 443,78 mg g-1 olarak bulunmuştur. MOK-alünit (MnO2 kaplı alünit), sürekli sistemde de 0,5 mL dk-1 akış hızında %97,70 adsorpsiyon verimi ile çok iyi bir performans göstermiştir. Kırılma noktası çalışmaları, MOK-alünitin 3000 dakika gibi uzun bir süre boyunca etkili bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir. Hazırlanan adsorbanın yapısını ve özelliklerini incelemek için IR spektroskopisi, SEM/ EDS, XRD, AFM, BET, TG/DTA analizi ve zeta potansiyel ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Mekanizma analizi, MOK-alünit ile RT13 adsorpsiyonunun elektrostatik etkileşim, kompleksleşme ve iyon değişimi ile gerçekleştiğini ortaya koymuştur. Kesikli ve sürekli sistemde gerçekleştirilen gerçek atıksu çalışmalarında, RT13'ün adsorpsiyon verimi sırası ile % 97,88 ve % 97,70 olarak bulunmuştur. Bu sonuçlar, MOK-alünitin RT13 boyarmaddesini sulu ortamlardan uzaklaştırılmasında etkili ve ekonomik bir adsorban olarak kullanılabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Synthetic dyes are water soluble or dispersible aromatic compounds, having potential application in many industries. Discharge of dye contaminated industrial effluents into natural water sources can pose hazardous effects on the living systems by toxic nature of dyes. Hence, the treatment of colored effluents using efficient technologies is of major environmental concern. In the present study, a new and efficient adsorbent has been designed by coating alunite surface with manganese oxide to enhance dye adsorption ability of the natural mineral. Adsorption characteristics of the adsorbent were explored by means of optimization studies, isotherm and kinetic model applications. Adsorption yield has been found to change by initial pH, adsorbent dosage, contact time, dye concentration and flow rate. 98.48 % adsorption yield has been obtained using 20 mg adsorbent and at an optimum pH 2.0 and adsorption equilibrium has been attained within 5 min. RO13 (Reactive Orange 13) adsorption capacity of adsorbent has been found 443.78 mg g−1. MOC-alunite (MnO2 coated alunite) also exhibited excellent performance in a dynamic flow mode with 97.70 % adsorption yield at an optimum flow rate of 0.5 mL min−1. Breakthrough studies showed that MOC-alunite can be effectively used for a long time period of 3000 min. IR spectroscopy, SEM/EDX, XRD, AFM, TG/DTA and zeta potential measurements have been performed to characterize the structure and properties of the prepared adsorbent. Mechanism analysis revealed that RO13 adsorbed on to MOC-alunite through electrostatic interaction, complexation and ion–exchange. In waste water studies carried out in batch and continuous systems, the adsorption yield of RT13 was 97.88 % and 97.70 % ,respectively. These result show that MOK-alunite can be used as an effective and economical adsorbent for the removal of RT13 dyes from aqueous media.