Cu+2 iyonlarının adsorpsiyonu için greyfurt kabuğundan karbon içerikli yeni malzeme geliştirilmesi

Bu çalışmada, greyfurt kabuğundan düşük sıcaklıkta-mikrodalga ile hidrotermal karbonizasyon yöntemiyle yeni bir tür adsorbent üretilmiştir. Bu yeni malzemenin adsorpsiyon mekanizması ve Cu+2 iyonunu adsorpsiyon kapasitesi incelenmiştir. Elde edilen malzeme FTIR-ATR spektroskopu ve SEM cihazı ile karakterize edilmiş ve yüzeyde yarıkların oluştuğu, dolayısıyla; aktif yüzey alanının arttığı ve karbonizasyon işlemi sonrasında malzemenin fonksiyonel yüzey gruplarının değiştiği görülmüştür. Farklı koşulların adsorpsiyon kapasitesi (qt, mg/g) üzerine etkileri incelenmiştir. Aktivasyon işlemi ile adsorpsiyon kapasitesi yaklaşık iki katına çıkmıştır. Artan pH, sıcaklık ve başlangıç Cu+2 iyon konsantrasyonu adsorpsiyon kapasitesini de arttırmıştır. Adsorpsiyonun kinetik davranış yalancı ikinci derece, Logistik ve Elovich modelleri ile; izotermal davranış ise Langmuir, Freundlich ve Dubinin-Radushkevich modelleri ile tanımlanmaya çalışılmıştır. Hem R2 hem de SSE değerlerine göre; kinetik verileri tanımlayan en iyi modelin Logistik; denge verilerini tanımlayan en iyi modelin ise Freundlich olduğu görülmüştür. Maksimum adsorpsiyon kapasitesi 318 K ve 60 mg/L Cu+2 konsantrasyonunda 48.22 mg/g olarak elde edilmiştir. Termodinamik hesaplamalar adsorpsiyon işleminin spontan ve endotermik olduğunu ve fiziko-kimyasal bir mekanizma ile kontrol edildiğini göstermektedir. Sonuç olarak; ekonomik, hızlı ve çevre dostu bir üretim tekniğiyle geliştirilen malzemenin Cu+2 iyonu adsorpsiyonunda kullanım potansiyeli olduğu görülmüştür ve bu malzeme diğer ağır metallerin adsorpsiyonu için de geliştirilebilir niteliktedir.