Ceviz kabuğu katkılı manyetik biyokompozit kürelerin üretilmesi ve sulu çözeltilerden katyonik boyanın uzaklaştırılmasında kullanılması

Dünyada kullanılabilir su kaynaklarının az olması nedeni ile suların verimli bir sekilde kullanımı büyük önem arz etmektedir. Bu nedenle birçok etken ile kirlenen suların tekrar kullanılabilir olması için farklı yöntemler üzerine araştırmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada, toksik etkileri olduğu bilinen katyonik boya brilliant yeşilinin (BY) sulu çözeltilerden adsorpsiyon yöntemi ile uzaklaştırılması için çevre dostu bir manyetik (m) biyokompozit adsorban hazırlanmıştır. Manyetik biyokompozit kürelerin hazırlanmasında aljinat (AL), ksantan gam (KS) ve ceviz kabuğu tozu (C) kullanılmıştır. Boyayı sulardan etkili bir şekilde uzaklaştırmak için optimum manyetik biyokompozit küre hazırlama oranı %1,5AL/%0,5KS/%1C olarak belirlenmiştir. Sentezlenen manyetik biyokompozit küreler, FTIR, SEM ve TGA/DTG ile karakterize edilmiştir. FTIR ve SEM analizlerinde boyanın manyetik biyokompozit üzerine adsorbe olduğu, TGA/DTG analizinde ise bozunmanın üç aşamada gerçekleştiği belirlenmiştir. Sentezlenen manyetik biyokompozit kürelerin boyayı sudan uzaklaştırmasındaki etkili adsorpsiyon parametreleri optimize edilmiştir. Adsorpsiyon çalışmalarında optimum pH: 8, süre:120 dk. olarak belirlenmiştir. Sıcaklık adsorpsiyon etkinliğini artırırken, tuzun (NaCl) azalttığı tespit edilmiştir. Yapılan adorpsiyon çalışmalarında manyetik biyokompozitin maksimum adsorpsiyon kapasitesi 380±17,25 mg/g olarak bulunmuştur. Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Radushkevich adsorpsiyon izotermleri incelenmiş ve adsorpsiyonun Freundlich izoterm modeline daha yüksek doğruluk (R2 = 0,9983) ve düşük ortalama karekök hata (RSME = 9,29) ile uyduğu belirlenmiştir. Yapılan kinetik çalışmalarda sıcaklık ile adsorpsiyon kapasitesinin arttığı ve BY'nin manyetik biyokompozit kürelere adsorpsiyonunda sözde ikinci dereceden kinetik model ile partikül içi difüzyon prosesinin eş zamanlı işlediği sonucuna varılmıştır. Termodinamik hesaplamalar adsorpsiyonda fiziksel kuvvetlerin etkili olduğunu ve adsorpsiyon sürecinin endotermik olarak ilerlediğini göstermiştir (ΔH=79,90 kJ/mol). Ayrıca ΔG° 'nin negatif değerleri, adsorpsiyon sürecinin olabilirliğini ve kendiliğinden gerçekleştiğini göstermiştir.