Zeolitin modifiye edilmesi ve yüzey özelliklerinin incelenmesi

Zeolitler düşük maliyet ve doğada bol bulunmaları dolayısıyla adsorpsiyon ve iyon değiştirme işlemlerinde tercih edilen kil minerallerdendir. İçerik olarak bulundukları bölgelere göre değişim gösteren zeolitler, fiziksel ve kimyasal özellikleri dikkate alındığında da çıkarıldıkları yörelere göre farklılıklar içermektedirler. Bu çalışmada, Manisa iline bağlı Demirci ilçesi Akdere köyü mevkinde bulunan zeolitin karakterizasyonu yapıldı. XRD, XRF, SEM, TG-DTA-DSC, FT-IR, BET yüzey alanı ve zeta potansiyeli ölçümleri yapılarak karakterizasyon tamamlandı. 200°C sıcaklıkta ısıl aktivasyona maruz bırakılan zeolit numuneleri HCl ve H2O2 ile muamele edilerek modifikasyona hazır hale getirilmişlerdir. Ca2+ ve K+ ile modifiye edilen zeolitin yüzey özelliklerindeki değişimler incelendı. Zeolit içeriğinin temel olarak klinoptilolit olduğu XRF, XRD ve FTIR analizlerinden yola çıkarak tespit edildı. Yüzey alanı, doğal zeolit için 37.95 m2/g iken H2O2 ile aktivasyon sonrası 40.34 m2/g oldu. Ca2+ ile modifiye edilen örnekte yüzey alanı 49.06 m2 /g ve K+ile modifiye edilen örnekte 54.57 m2/g değerine ulaşdı. Metilen mavisi adsorpsiyonu için, 0.05g adsorbanın olduğu pH'ın 7, sıcaklığın 20°C, başlangıç konsantrasyonunun 100 mgL-1 olduğu ve 30dk lık temas süresinin sağlandığı durumun en iyi şartlar olduğu belirlendı. Doğal zeolitin adsorpsiyon değeri 28.6 mg/g iken Ca2+ ile modifiye edilen zeolit numunesinin adsorpsiyon değeri 42.7 mg/g miktarına ulaşdı. Nikel adsorpsiyonu için 0.1g adsorbanın varlığında pH'ın 7 olduğu, sıcaklığın 20°C, başlangıç konsantrasyonunun 20 mgL-1 olduğu ve 60dk' lık temas süresinin sağlandığı durumun en iyi şartlar olduğu belirlendı. Bu şartlarda doğal zeolitin Nikel iyonu adsorplama miktarı 3.56 mg/g iken Ca2+ ile modifiye edilen zeolit numunesinin adsorpsiyon değeri 6.01mg/g ve K+ ile modifiye edilen örnekte adsorpsiyon değeri 12.37mg/g a vardı. Elde edilen sonuçlar gösterdı ki Ca2+ ve K+ ile modifiye zeolitin metilen mavisi ve nikel iyonlarını adsorplama kabiliyeti doğal zeolite göre daha yüksektir. Deneysel şartlar içerisinde metilen mavisi ve nikel için, Langmuir izoterminin adsorpsiyonu daha iyi temsil ettiği belirlenirken yalancı ikinci dereceden kinetik modelin adsorpsiyon oluşumunu daha iyi açıkladığı ortaya kondu. Bor adsorpsiyonunda ise Taguchi Fraksiyonel ayırma yöntemi kullanılarak optimum adsorplanma şartlarının sıcaklık için 35°C, bor konsantrasyonu için 30 mgL-1 , katı-sıvı oranı için 1.0/100, pH için 8 ve temas süresi için 15dk nın olduğu belirlendı. Bu şartlarda yapılan denemelerde 9.9465 ve 9.8749 mgL-1 değerlerine ulaşıldı. Anahtar Kelimeler: Zeolit, klinoptilolit, yüzey özellikleri, adsorpsiyon, izoterm, kinetik, metilen mavisi, nikel, bor.