Balık kılçığı ve yumurta kabuğu atıklarından sentezlenen hidroksiapatit adsorbentlerinin sulu çözeltisinden Cu(II) iyonlarının gideriminde kullanılabilirliğinin araştırılması
Balık kılçığı ve yumurta kabuğu atıklarından sentezlenen hidroksiapatit adsorbentlerinin sulu çözeltisinden Cu(II) iyonlarının gideriminde kullanılabilirliğinin araştırılması
Yazar: Uysal, Yağmur; Çiftci, Buşra
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 38 No. 1, 2021
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; : Atık,balık kılçığı,yumurta kabuğu,Cu(II),hidroksiapatit

Bu çalışmada, doğal atık malzemelerden (balık kılçığı ve yumurta kabuğu) hidroksiapatitler (BKHAp ve YKHAp) başarıyla sentezlenmiş, fizikokimyasal özellikleri karakterize edilmiş ve BKHAp ve YKHAp partikülleri tarafından Cu(II) iyonu adsorpsiyonu farklı deneysel şartlar altında (pH, farklı adsorbent ve Cu(II) konsantrasyonu, temas süresi ve sıcaklık) Yanıt Yüzey Metodolojisi (YYM) kullanılarak optimize edilmiştir. Bu iki farklı atıktan üretilen HAp bazlı adsorbentlerin Cu(II) adsorpsiyon kapasiteleri karşılaştırılmıştır. Üretilen hidroksiapatit bazlı adsorbentlerin yüzey morfolojisi, kristal yapısı, elementel içerikleri ve boşluk oranları belirlenmiş ve her iki adsorbentin geleneksel hidroksiapatit partikül yapısı ile benzer yapıda olduğu görülmüştür. Adsorpsiyon mekanizmasını belirlemek için izoterm ve kinetik modelleri hesaplanmış ve sonuçlar BKHAp ve YKHAp partiküllerinin Cu(II) adsorpsiyon sürecinin Tempkin ve Scarthard izoterm modelleri ve yalancı ikinci derece kinetik model için daha uygun olduğunu göstermiştir. Cu(II) gideriminde optimum adsorpsiyon kapasitesi BKHAp ve YKHAp partikülleri için sırası ile 19,4 mg/g ve partikülleri için 10,6 mg/g olarak bulunmuştur (pH 5,5, 90 mgCu(II)/L, 2g/L adsorbent konsantrasyonu, 25 0C ve 25 min). Desorpsiyon ve rejenerasyon çalışmaları, adsorbentlerin ardışık üç döngüye kadar etkili bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir. Bu çalışmanın sonuçları, BKHAp ve YKHAp partiküllerinin sulu ortamlardan Cu(II) giderimi ve çevresel iyileştirmeler için sıfır atık yaklaşımı perspektifinde alternatif, çevre dostu, düşük maliyetli adsorbentler olarak kullanılabileceklerini ortaya koymuştur.

Bu çalışmada, doğal atık malzemelerden (balık kılçığı ve yumurta kabuğu) hidroksiapatitler (BKHAp ve YKHAp) başarıyla sentezlenmiş, fizikokimyasal özellikleri karakterize edilmiş ve BKHAp ve YKHAp partikülleri tarafından Cu(II) iyonu adsorpsiyonu farklı deneysel şartlar altında (pH, farklı adsorbent ve Cu(II) konsantrasyonu, temas süresi ve sıcaklık) Yanıt Yüzey Metodolojisi (YYM) kullanılarak optimize edilmiştir. Bu iki farklı atıktan üretilen HAp bazlı adsorbentlerin Cu(II) adsorpsiyon kapasiteleri karşılaştırılmıştır. Üretilen hidroksiapatit bazlı adsorbentlerin yüzey morfolojisi, kristal yapısı, elementel içerikleri ve boşluk oranları belirlenmiş ve her iki adsorbentin geleneksel hidroksiapatit partikül yapısı ile benzer yapıda olduğu görülmüştür. Adsorpsiyon mekanizmasını belirlemek için izoterm ve kinetik modelleri hesaplanmış ve sonuçlar BKHAp ve YKHAp partiküllerinin Cu(II) adsorpsiyon sürecinin Tempkin ve Scarthard izoterm modelleri ve yalancı ikinci derece kinetik model için daha uygun olduğunu göstermiştir. Cu(II) gideriminde optimum adsorpsiyon kapasitesi BKHAp ve YKHAp partikülleri için sırası ile 19,4 mg/g ve partikülleri için 10,6 mg/g olarak bulunmuştur (pH 5,5, 90 mgCu(II)/L, 2g/L adsorbent konsantrasyonu, 25 0C ve 25 min). Desorpsiyon ve rejenerasyon çalışmaları, adsorbentlerin ardışık üç döngüye kadar etkili bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir. Bu çalışmanın sonuçları, BKHAp ve YKHAp partiküllerinin sulu ortamlardan Cu(II) giderimi ve çevresel iyileştirmeler için sıfır atık yaklaşımı perspektifinde alternatif, çevre dostu, düşük maliyetli adsorbentler olarak kullanılabileceklerini ortaya koymuştur.