Nano çinko hidroksit kaplı kahve çekirdeği bazlı aktif karbon ile sulu çözeltilerden malahit yeşili giderimi
Nano-zinc hydroxide coated coffee seed-based activated carbon and malahite green removal from aquatic solutions
Yazar: MERVE KILIÇ
Danışman: DOÇ. DR. ESRA ALTINTIĞ
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Anorganik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Anahtar kelimeler: Aktif karbon, malahit yeşili, kahve çekirdeği, adsorpsiyon, desorpsiyon, FTIR, UV.

Bu çalışmada yüzeyi çinko hidroksit ile ultrasonik olarak aktifleştirilmiş kahve telvesinden elde edilmiş olan aktif karbon (Zn(OH)2-AK), tekstil boyar maddesi olan malahit yeşili (MY) gideriminde düşük maliyetli bir adsorbent olarak kullanılmıştır. Adsorpsiyon üzerine temas süresi (5-120 dk), başlangıç pH'ı (2-9), sıcaklık (298-318 K), adsorbent dozu (0,1-0,5 g/ 100 mL) ve başlangıç boyar madde konsantrasyonu (25-300 mg/ L) gibi çeşitli parametrelerin etkisi araştırılmıştır.

Çalışmalar Zn(OH)2-AK'in adsorpsiyon kapasitesinin başlangıç boyar madde konsantrasyonunun, pH'ın ve sıcaklığın artmasıyla arttığı, Zn(OH)2-AK dozunun artmasıyla azaldığını göstermiştir.  100 mg/L MY yaklaşık %94 verimle giderilmesi için 0,1g Zn(OH)2-AK yeterli olduğu tespit edilmiştir.  Ayrıca ultrasonik olarak aktifleştirilmiş adsorbent 50 dakika gibi kısa bir sürede dengeye gelmiştir.

XRD, SEM / EDS ve FT-IR analiz teknikleri, MY'in adsorpsiyonundan önce ve sonra Zn(OH)2-AK kompozitinin kimyasal yapısının ve yüzey morfolojisinin karakterize edilebilmesi için yapılmıştır.  Langmiur izoterminin (R2= 0,97) adsorpsiyon sürecini Freundlich izotermine (R2=0,80) göre daha etkili bir şekilde gerçekleştirdiği görülmüştür. Langmuir izotermi Zn(OH)2-AK'in 318K'de maksimum adsorpsiyon kapasitesi 303,03 mg/g olarak bulunmuştur.

Abstract:
Keywords: Zinc hydroxide composite, malachite green, kinetic and isotherm, coffee waste, adsorption

This work is focused on the development and characterization of coffee waste-based activated carbon (AC) as low-cost, abundantly available, highly efficient and eco-friendly adsorbent. The AC was modified ultrasonically using zinc hydroxide (Zn(OH)2) and  used effectively for the removal of malachite green (MG) from aqueous solution. The examined batch adsorption parameters are; initial pH (2-9), adsorbent dose (0.1-0.5 g/100 mL), mixing time (5-120 min), initial MG concentration (25-300 mg/L) and temperature (298-318 K). 

According to the analyzes, the adsorption capacity of Zn (OH)2-AC increased with the increase in initial dyestuff concentration, pH and temperature, and decreased with increasing Zn (OH)2-AC dose. It has been determined that 0.1 g Zn (OH)2-AC is sufficient to remove 100 mg/L MG in approximately 94% efficiency. Also, ultrasonically activated adsorbent stabilized in a short time like 50 minutes.


The XRD, SEM/EDS and FT-IR analysis techniques were conducted to characterize the chemical structure and surface morphology of Zn(OH)2-AC composite before and after adsorption of MG. The Langmuir isotherm model (R2 = 0.97) showed better conventionality than the Freundlich model (R2 = 0.80) with maximum adsorption capacity of 303.03 mg/g at 318 K and pH 7.