Tekstil endüstrisinde kullanılan malahit yeşili boyar maddesinin illit minerali ile giderimi
Removal of malachite green dyestuff used in textile industry by illite mineral
Yazar: MEHMET YILDIZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF ÖZMETİN
Balıkesir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Adsorpsiyon kinetiği = Adsorption kinetic ; Boyar maddeler = Dyestuffs ; Optimizasyon = Optimization ; İllit = Illite

Özet:
Tekstil endüstrisi atıksuları, içerdiği boyar maddelerin alıcı ortama verilmesiyle insanlara
ve çevreye ciddi zararlara sebep olmaktadır. Bu sebeplerle, atık sularda bulunan boyar
madde kirleticilerinin giderilmesi önem arz etmektedir. Bu çalışmada, tekstil endüstrisinde
kullanılan bazik (katyonik) boyar maddelerden malahit yeşilinin, illit kil minerali ile
giderimi araştırılmıştır. İllit kil mineralinin FTIR, XRD, XRF ve SEM analizleri ile
karakterizasyonu yapılmıştır. İllit yüzeyinde malahit yeşili adsorpsiyonunda pH ve
sıcaklığın etkisi incelenerek Langmuir, Freundlich ve BET adsorpsiyon izotermleri ile
uygunluğu araştırılmıştır. Langmuir izotermiyle uyum sağladığı gözlemlenmiştir.
Adsorpsiyon kinetiği modelinin belirlenmesi amacıyla kinetik çalışmalara ait deneysel
sonuçlar, yalancı birinci derece, yalancı ikinci derece ve intra partikül difüzyon modelleri
için test edilerek, yalancı ikinci derece kinetik modele uyum sağladığı görülmüştür.
Optimizasyon çalışması, Yanıt Yüzey Yöntemi'nin Merkezi Kompozit Tasarımı'na göre
yapılmış, sıcaklık, konsantrasyon, pH ve katı/sıvı oranı parametrelerinin adsorpsiyon
kapasitesi üzerine etkisi incelenmiştir. Model yardımı ile adsorpsiyon kapasitesinin
hesaplanacağı bir denklem elde edilmiş, deneysel çalışmanın R2'si 0,9950 olarak
bulunmuştur. Maksimum adsorpsiyon kapasitesi, başlangıç boyar madde konsantrasyonu
500 ppm, pH değeri 8, katı/sıvı oranı 0,2 g/L ve sıcaklık 40 ºC olduğu şartlarda elde
edilmiştir. Bu şartlarda yapılan deney sonucunda 2226,85 mg/g adsorpsiyon kapasitesine
ulaşılmıştır. Adsorpsiyona ait termodinamik parametreler hesaplandığında Gibbs serbest
enerjisinin (ΔG°) negatif olması adsorpsiyon prosesinin kendiliğinden gerçekleştiğini;
entalpi (ΔH°) değerinin pozitif olması ise adsorpsiyon prosesinin endotermik olduğunu
göstermiştir. Kinetik çalışmalarında sıcaklık parametresi için elde edilen sonuçlardan
adsorpsiyon mekanizmasına ait aktivasyon enerjisi 2,33 kJ/mol olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
The wastewater of the textile industry causes serious damage to people and the
environment by discharging the dyestuff wastewater to the receiving environment.
Therefore, it is important to eliminate dye pollutants included in wastewater. In this study,
removal of malahite green from basic (cationic) dyestuffs used in textile industry with illite
clay mineral was investigated. Characterization of illite clay mineral has been made by
FTIR, XRD, XRF and SEM analysis. The effects of pH and temperature to the malachite
green adsorption on the illite surface have been examined and its suitability with
Langmuir, Freundlich and BET adsorption isotherms has been investigated. The
compliance with Langmuir isotherm has been observed. In order to determine the
adsorption kinetics model, experimental results from kinetic studies have been tested for
pseudo-first degree, pseudo-second degree and intra particle diffusion models, and
experimental results have been found to match the pseudo-second degree kinetic model. In
the study, optimization has been performed according to the Central Composite Design of
the Response Surface Methodology and the effects of temperature, concentration, pH and
solid / liquid ratio parameters on the adsorption capacity have been investigated. An
equation to calculate adsorption capacity was obtained with the help of the Model and the
R2 of the experimental study was found to be 0,9950. The maximum adsorption capacity
was obtained under conditions where the initial dye concentration was 500 ppm, the pH
was 8, the solid/liquid ratio was 0,2 g/L and the temperature was 40 ºC. As a result of the
experiment carried out under these conditions 2226,85 mg/g adsorption capacity has been
obtained. When the adsorption of the thermodynamic parameters calculated Gibbs free
energy (ΔG°) is negative, the process of adsorption that occurs spontaneously; the positive
enthalpy (ΔH°) showed that the adsorption process has been endothermic. The activation
energy of the adsorption mechanism has been calculated as 2,33 kJ/mol from the results
obtained for temperature parameter in kinetic studies.