Demir ile kaplanmış aktif karbon ile sulu çözeltilerden boyar madde giderimi

Manyetit sentezi için en çok tercih edilen yöntemlerden biri Fe+2 ve Fe+3 tuzlarının ortak çökme yöntemidir. Bu çalışmada öncelikle kestane kabuklarının ZnCl2 ile kimyasal aktivasyonu ile aktif karbon elde edilmiştir. Daha sonra ortak çökme yöntemi ile Fe3O4-AK (magnetik aktif karbon) adsorbenti sentezlenmiştir. Sentezlenen Fe3O4-AK' nun SEM, FTIR, XRD incelemeleri ile karakteristik özellikleri belirlenmiştir. Daha sonra Fe3O4-AK üzerine sulu çözeltiden malahit yeşili (MY) giderimi yapılmıştır. Çalışmada Fe3O4-AK ile MY adsorpsiyonu üzerine başlangıç pH'ı (1-10), başlangıç boyar madde konsantrasyonu (25-300 mg/L), adsorbent miktarı (0,05-1,00 g/100 ml), sıcaklık (298-318K) ve temas süresi (5-120 dk) gibi çeşitli parametrelerin etkisi incelenmiştir. Maksimum adsorpsiyon için optimum şartların pH=6, süre 60 dk, adsorban miktarının 0,10 g ve sıcaklığın 45 C olarak uygun olduğu belirlenmiştir. Elde edilen deneysel verilere göre denge izoterminin Langmuir eşitliğine uygun olduğu bulunmuştur. Çalışmada tüm şartlar sağlandığında Fe3O4-AK üzerine MY'nin maksimum adsorpsiyon kapasitesi qm=312,50 mg/g olarak bulunmuştur. AK üzerine MY adsorpsiyon kapasitesi qm=136,25 mg/g olarak bulunmuştur. Kinetik çalışma sonucunda adsorpsiyonun yalancı ikinci dereceden kinetik modeline uyum sağladığı bulunmuştur. Adsorpsiyon termodinamiği incelendiğinde ∆H=36,15 kj/mol ve ∆S=140,76 j/mol.K olarak bulunmuştur. Elde edilen sonuçlar neticesinde Standart Gibbs Serbest Enerji değerleri AK için 298, 308 ve 318K'de sırasıyla (-2,40; -2,77 ve -3,25 kJ/mol), Fe3O4-AK için 298, 308 ve 318K'de sırasıyla (-5,40; -6,50 ve -8,05 kJ/mol) negatif olduğu belirlenmiştir. MY'nin geri kazanımı için su, aseton, metanol ve metanol+asit içeren desorbentlerle desorpsiyon çalışması yapılmıştır. En yüksek %D metanol: asit (95:5) ile yapılan çalışmada bulunmuş ve bu çözücü karışımı ile 7 kez döngü çalışması yapılmıştır. Tüm deneysel sonuçlar, birlikte çöktürme yöntemiyle sentezlenen Fe3O4-AK'nin sulu çözeltiden katyonik boyar madde olan MY'nin uzaklaştırılmasında doğal, düşük maliyetli ve kolay uygulanabilir adsorbent olduğunu göstermiştir.