Mangan oksit kaplı sepiolitle sulu çözeltilerden nikel ve kurşun giderimi
Removal of nickel and lead from aqueous solutions
Yazar: MİNE TAŞTABAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. İLKER KIPÇAK
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Yapılan çalışmada, mangan oksit kaplı sepiolitle sulu çözeltilerden adsorpsiyon yöntemiyle nikel ve kurşun giderimi ile ilgili deneysel çalışmalar yürütülmüştür. Kesikli adsorpsiyon yöntemi ile nikel ve kurşun giderimi için en uygun işletme koşulları belirlenmiştir. Adsorpsiyon mekanizmasını etkileyen adsorban dozajı, pH, temas süresi, başlangıç çözelti derişimi ve sıcaklık parametrelerinin adsorpsiyon verimine etkileri araştırılmıştır. Her iki iyon için kinetik, izoterm ve termodinamik incelemeler yapılmıştır. Desorpsiyon koşulları araştırılmıştır.En uygun adsorban dozajı 50 mL çözelti içersinde nikel için 0,2 g, kurşun için ise 0,02 g mangan oksit kaplı sepiolit ve her iki iyon giderimi için en uygun pH değeri 6 olarak belirlenmiştir. Nikel gideriminde 720 dakikada, kurşun gideriminde ise 960 dakikada adsorpsiyon dengesine ulaşılmıştır.
Nikel ve kurşun adsorpsiyon mekanizmalarının Langmuir izoterm modeline ve yalancı ikinci dereceden kinetik modele uyum gösterdiği belirlenmiştir. Maksimum Langmuir adsorpsiyon kapasiteleri 45oC sıcaklıkta nikel giderimi için 37,31 mg/g, kurşun gideriminde ise 261,85 mg/g olarak bulunmuştur. Ayrıca, adsorpsiyon sürecinin endotermik olduğu ve kendiliğinden gerçekleştiği belirlenmiştir.Sonuç olarak, mangan oksit kaplı sepiolitin sulu çözeltilerden nikel ve kurşun iyonlarının giderilmesinde etkili ve ekonomik bir adsorban olarak kullanılabileceği düşünülmektedir.
 
Anahtar Kelimeler: Adsorpsiyon, Mangan oksit, Sepiolit, Nikel, Kurşun

Abstract:
In this study, the removal of nickel and lead ions from aqueous solutions by adsorption using manganese oxide coated sepiolite was investigated. Optimum operating conditions for the removal of nickel and lead were determined. The effects of adsorbent dosage, pH, contact time, initial solution concentration and temperature parameters on the adsorption yield were investigated. For both ions kinetic, isotherm and thermodynamic analyses were carried out. Desorption conditions were also examined.The optimum adsorbent dosages were determined as 0.2 g and 0.02 g for nickel and lead, respectively, for manganese oxide coated sepiolite in 50 mL solution and the optimum pH value was 6. The adsorption equilibrium was reached in 720 minutes for nickel and in 960 minutes for lead.
It has been determined that the nickel and lead adsorption processes obeyed the Langmuir isotherm model and the pseudo second order kinetic model. For nickel and lead ions, maximum Langmuir adsorption capacities at 45 °C were determined as 37.313 mg/g and 261.85 mg/g, respectively. Also, it has been observed that the adsorption process was endothermic and spontaneous.Consequently, it is considered that the manganese oxide coated sepiolite can be used as an efficient and economic adsorbent for the removal of nickel and lead ions from aqueous solutions.
Keywords: Adsorption, Manganese oxide, Sepiolite, Nickel, Lead