Reaktif Red 24 boyasının perlit/aktif karbon adsorbanı ile adsorpsiyon koşullarının belirlenmesi
Determination of adsorption conditions of reactive Red 24 dye with perlite/activated carbon adsorbent
Yazar: NESLİHAN KARADÜZ DOĞANCI
Danışman: PROF. DR. ÖZCAN YALÇINKAYA
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Günümüzde su kirliliğinin en önemli nedenlerinden biri boyalardır. Boyalar; tekstil, gıda, kağıt, kimya ve otomotiv gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, perlit ve aktif karbonun farklı oranlarda adsorbanları hazırlanmış ve tekstil boyası olarak kullanılan C.I. Reaktif Red 24'ün adsorpsiyon şartları araştırılmıştır. Perlit, öğütücüden geçirildikten sonra 800 °C ve 1000 °C'ta fırınlanmıştır. Perlit içerisine  %10, %5, %4, %3, %2, %1 aktif karbon eklenerek altı farklı hibrit adsorban elde edilmiştir. Boyar maddenin farklı pH'larda (2, 4, 6, 8, 10, 12) en yüksek adsorplamanın gerçekleştiği dalga boyu tespit edilmiştir. Adsorpsiyon çalışmaları kapsamında farklı başlangıç derişiminin, sıcaklığın ve pH'nın C.I. Reaktif Red 24 adsorpsiyonuna etkisi araştırılmıştır. Farklı pH'larda yapılan çalışmalar göstermiştir ki pH=2 de 800 °C'ta fırınlanmış perlit ile hazırlanan %10'luk adsorbanla en iyi yüzde giderim gerçekleşmiştir. Bu verilerden yola çıkılarak 6 farklı derişimdeki çözeltiler ile (10, 20, 50, 100, 200, 300 ppm) üç farklı sıcaklıkta ( 25 °C, 35 °C ve 45 °C) Red 24 için tutunma oranı hesaplanmıştır. Sonuçta 300 ppm'lik boya çözeltisinin 35 °C sıcaklıkta tutunmanın en yüksek olduğu gözlemlenmiştir. En uygun koşullar altında adsorpsiyon kapasitesi, termodinamik değişkenler (ΔH°, ΔS° ve ΔG°) ve adsorpsiyon kinetiği hesaplanmıştır.

Abstract:
Nowadays, one of the most important reasons of the water pollution is dyes. Dyes are widely used in industries such as textile, food, paper, chemistry, and automotive. In this study, adsorbents of different concentrations of perlite and activated carbon were prepared and the adsorption of Red 24, which is used as a textile dye, was tested. After the perlite was passed through the grinder, it was baked at 800 °C and 1000 °C. Different adsorbents were obtained by adding 10%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% activated carbon in perlite. For the dye, the wavelengths corresponding to the maximum adsorptions were determined at different pHs (2, 4, 6, 8, 10 and 12). In the context of the adsorption studies, the effects of different initial concentrations, temperatures, and pHs on the C.I. Reactive Red 24 adsorption were investigated. Results obtained at different pHs indicate that the 10% adsorbent, at pH =2, prepared with the baked pumice at 800 °C yields the best removal percentage. Based on this result, the adsorption rates of Red 24 were calculated with the solutions at different concentrations (10, 20, 50, 100, 200, 300 ppm) and different temperatures (25 °C, 35 °C and 45 °C). As a result, it was observed that the adsorption of the dye solution was the highest at 35 °C temperature and 300 ppm concentration. The adsorption capacity, thermodynamic variables (ΔH°, ΔS° ve ΔG°) and adsorption kinetic were calculated at the optimal conditions.