Atık sularda karbon aerojel ile ağır metal tutunması

Bulunduğumuz teknoloji çağında nüfusun hızla artması, sanayi ve tabi ki bilinçsizce doğaya bırakılan atıklar nedeni ile ekosistemimiz hızla kirlenmektedir. Bu kirliliğin en büyük nedenlerinden birisi de çevreye verilen ve içerisinde metal elementleri bulunan katı atıklar ve atık sularıdır. Metalik kirleticiler, organik kirleticiler gibi kimyasal ve biyolojik yollarla parçalanamazlar. Atık sulardaki metal kirliliğini gidermek için kullanılan yöntemlerden birisi, ağır metallerin adsorpsiyonudur.Bu çalışmada karbon aerojel ile kobalt iyonunun adsorpsiyonu araştırılmıştır. Bu amaçla araştırmada öncelikle karbon aerojel üretimi yapılmıştır. Sol - jel yöntemi ile farklı resorsinol /formaldehit, resorsinol/su mol oranlarında çalışılarak elde edilen aquajellerden, CO2 ile süper kritik şartlarda kurutma yapılarak aerojel elde edilmiştir. Elde edilen aerojellerden 950 °C'da piroliz işlemine tabii tutularak üretilen karbon aerojellerin arasından maksimum yüzey alanına sahip (466 m2/g) olan numuneler adsorpsiyon çalışmasında kullanılmıştır. Üretilen karbon aerojelin yüzey özelliğini incelemek amacıyla X- ışını analizi yapılmıştır.Kesikli sistem içerisinde Co (II) iyonunun ticari karbon aerojel üzerinde adsorpsiyonunda; temas süresi, pH, adsorban dozajı, sıcaklık, başlangıç konsantrasyonlarının etkisi incelenmiştir.Sıcaklık artışı ile adsorpsiyonun artmasından dolayı kimyasal adsorpsiyonun gerçekleştiği, ayrıca Co (II) iyonunun adsorpsiyonunun Langmuir izotermi ile uyum içinde olduğu gözlenmiştir.Cevap-yüzey metodu yaklaşımı ile adsorpsiyon sürecine önemli etkisi olan; pH, adsorban dozajı ve sıcaklık bağımsız değişken olarak seçilmiştir. İstatistiksel ikinci dereceden çok terimli denklem kullanılarak parametrelerin etkisinin Box-Wilson deneysel tasarım metoduna göre maksimizasyonu yapılmıştır. Co(II) için maksimum adsorpsiyon yüzdesi 94,63 olarak bulunduğu durumda, adsorban konsantrasyonu, pH ve sıcaklık değerlerinin sırasıyla 0,16 g adsorban/50mL çözelti, 9,92, ve 68,1°C olduğu belirlenmiştir. Ticari ve üretilen karbon aerojel ile optimum şartlarda yapılan adsorpsiyon deney sonuçlarına göre adsorpsiyon yüzdesi sırasıyla 91,58 ve 65,77 bulunmuştur.Optimum şartlarda adsorpsiyon deneylerinde kullanılan ticari karbon aerojeli çözeltiden filtre ile süzülmüş, filtrede kalan kobalt yüklü karbon aerojelden kobalt iyonlarının desorpsiyonu H2SO4, EDTA, HCl ve Na2CO3 nin 1M /50 mL çözeltileri ile incelenmiştir. Desorpsiyon yüzdesinin çok düşük olduğu (%7,09?0,9) belirlenmiştir. Bu sonuçlar da Co (II) iyonunun karbon aerojel üzerinde adsorpsiyonunun kimyasal adsorpsiyon olduğu sonucunu desteklemiştir.