Reactive blue 19 ve reactive yellow 145 boyarmaddelerinin tekli ve ikili sistemde sulu çözeltilerden uzaklaştırılması
Removal of single and binary combinations of reactive blue 19 and reactive yellow 145 reactive dyes from aqua solutions
Yazar: TUĞCAN ÇAKMAK
Danışman: PROF. DR. DURSUN ÖZER
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında Türkiye tekstil endüstrisi atıksularında sıkça karşılaşılan reaktif
boyarmaddelerden Reactive Blue 19 (RB19) ve Reactive Yellow 145 (RY145) ile RB19-
RY145 ikili karışımlarının çiğit küspesi ile adsorpsiyonu kesikli sistemde incelenmiştir.
Deneysel çalışmalarda her bir boyarmadde için adsorpsiyon hız ve kapasitesine, başlangıç
pH'ının, sıcaklığın ve başlangıç boyarmadde konsantrasyonunun etkileri incelenmiştir.
RB19 ve RY145 reaktif boyarmaddelerinin çiğit küspesi ile adsorpsiyonunda optimum pH
değeri 1.5 olarak saptanmıştır. Optimum sıcaklık 20 ºC olarak seçilmiştir. RB19 ve RY145
boyarmaddelerinin yüzde giderimi boyarmadde konsantrasyonlarının artmasıyla azalmış,
adsorbent dozunun arttırılmasıyla artmıştır.
Her bir kirletici sistem için farklı sıcaklıklarda (20, 30, 40 ve 50 ºC) yapılan
deneylerin sonuçları Langmuir ve Freundlich izotermlerine uygulanmış, model sabitleri
hesaplanmıştır. Adsorpsiyon dengesinin Langmuir izoterm modeline daha iyi uyduğu
belirlenmiştir. Adsorpsiyon mekanizmasını araştırmak üzere deneysel verilere çeşitli
kinetik modeller uygulanarak kinetik sabitler de bulunmuştur. Elde edilen sonuçlar
adsorpsiyonun yalancı II. derece kinetik modele daha iyi uyduğunu göstermiştir.
Bu çalışmada prosesin entalpi değişimi (ΔHº) RB19 ve RY145 boyarmaddeleri için
sırasıyla 20.10 ve 12.50 kj/mol olarak hesaplanmıştır. Entalpi değişiminin pozitif olması
RB19 ve RY145 boyarmaddelerinin çiğit küspesi ile adsorpsiyonunun endotermik
olduğunu gösterir. RB19 ve RY145 boyarmaddeleri için hesaplanan serbest enerji değişimi
(ΔGº) değerleri ise negatif işaretlidir ve artan sıcaklıkla mutlak değeri artmıştır.
RB19-RY145 ikili karışımlarının çiğit küspesine adsorpsiyonu çeşitli sıcaklıklarda
incelenmiş, boyarmaddelerden birinin derişimi sabit tutulurken diğer boyamaddenin
derişimi değiştirilerek, birinci bileşenin ikinci bileşenin adsorpsiyonunun dengede birim
adsorbent kütlesi basına adsorplanan miktarını nasıl etkilediği araştırılmıştır. Ortamdaki
RY145 boyarmadde iyonlarının varlığının RB19 adsorpsiyonunu azalttığı gözlenmiştir.
RB19-RY145 ikili karışımları için farklı sıcaklıklarda yapılan deneylerden elde edilen
sonuçların da Langmuir izoterm modeline uyduğu ve adsorpsiyon kinetiğinin de yalancı II.
dereceden kinetik modele uyduğu belirlenmiştir. İkili karışım için hesaplanan entalpi
değeri tek bileşenli sistemde hesaplanan entalpi değerinden küçük bulunmuştur. Buna ek
olarak, ikili karışım için hesaplanan serbest enerji değişiminin mutlak değeri de tek
bileşenli sistem için hesaplanan değerden küçük bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler: Reactive Blue 19, Reactive Yellow 145, Boyarmadde, Adsorpsiyon,
Çiğit küspesi.

Abstract:
In this thesis study, the biosorption of single and binary combinations of Reactive
Blue 19 (RB19) and Reactive Yellow 145 (RY145) reactive dyes, which are frequently
encountered in Turkish textile industry wastewaters, was investigated in a batch system
with cottonseed pulp. In experimental studies, the effects of initial pH, temperature and
initial dye concentration on the adsorption rate and capacity were examined in a batch
system. In the adsorption of RB19 and RY145 dyes onto cottonseed pulp biosorbents, the
optimum pH value was determined as 1.5. Optimum temperature is 20 ºC. The removal
percentage of RB19 and RY145 dyes were reduced by increasing the of the dye
concentration and increased by increasing the adsorbent dose.
The results of the experiments carried out at various temperatures (20, 30, 40 and
50 ºC) the Langmuir and Freundlich adsorption models were applied to each pollutantsorbent
system in order to define the adsorption equilibrium data mathematically. The
model constants were determined and it was determined that the adsorption equilibrium
data showed on excellent description to the Langmuir isotherm model. The kinetic
constants were evaluated by applying different kinetic models to experimental data in order
to investigate the adsorption mechanism. It was determined that the adsorption data
showed on excellent description to the pseduo-second-order model.
In the study enthalpy changes (ΔHº) for adsorption processes of RB19 and RY145
dyes were calculated as 20.10 and 12.50 kJ/mol, respectively. That the enthalpy changes of
process for are positive a with that the adsorption process of RB19 and RY145 dyes by
cottonseed pulp is endothermic. The free energy changes related to the RB19 and RY145
dyes adsorption by cottonseed pulp have negative sign and the absolute values of them
increased with increasing the temperature of the solutions.
The adsorption of the RB19-RY145 binary mixtures to the cottonseed pulp was
investigated at different temperature. In the binary adsorption of RB19-RY145 mixtures
onto cottonseed pulp biosorbent, how the first component affected the adsorption
equilibrium uptake of second component was investigated by changing the concentration
of the first dye while the concentration of the second dye was kept constant. It was
observed that the presence of RY145 in the medium decreased the adsorption of RB19 a
adsorption. According to expermental results which are obtained at different temperatures
for binary mixtures the evaluate of kinetic models showed that this data best fits the
pseudo-second-order model and it was determined that the adsorption equilibrium data
worked very well with the Langmuir isotherm model. The calculated entalpy value for
binary mixture was found to be less than the calculated entalpy value for one component
system. In addition, the calculated absolute value of free energy change value for binary
mixture was found to be less than one component system.

Keywords: Reactive Blue 19, Reactive Yellow 145, Dye, Adsorption, Cottonseed pulp