Fındık ve ceviz kabuğundan üretilen aktif karbon ile diklofenak sodyum, siprofloksasin ve sülfametoksazol adsorpsiyonunun incelenmesi

Ülkemiz fındık ve ceviz üretiminde önemli bir paya sahip olmakta ve buna bağlı olarak yüksek miktarda fındık ve ceviz kabuğu ortaya çıkmaktadır. Fındık ve ceviz kabukları düşük maliyete sahip olmaları, yerel olarak büyük miktarlarda mevcut olmaları ve her yıl yenilenebilir olmaları gibi avantajlara sahiptir. Dolayısıyla aktif karbon üretiminde hammadde olarak kullanılmaları ve bu şekilde ekonomiye kazandırılmaları önem arz etmektedir. Bu çalışmanın amacı, fosforik asitle aktive edilmiş fındık (HSAC) ve ceviz (WSAC) kabuğu karbonunun sulu çözeltilerden ve atık sulardan diklofenak (DC), siprofloksasin (CIP) ve sülfametoksazol (SMX) giderimindeki etkinliğini belirlemektir. HSAC ve WSAC'nin karakterizasyon çalışmaları yüzey alanı, gözenek boyutu dağılımı, elementel, FT-IR, SEM ve termogravimetrik analizler gibi çeşitli analitik işlemlerle yapılmıştır. HSAC ve WSAC'nin adsorpsiyon özelliklerinin belirlenmesi amacıyla, DC, CIP ve SMX'i sulu çözeltilerden ve atık sulardan uzaklaştırma yetenekleri başlangıç konsantrasyonu, temas süresi, pH, adsorban dozu ve sıcaklık gibi çeşitli parametrelerle test edilmiştir. SEM çalışmaları, HSAC ve WSAC yüzeyinin çeşitli boyut ve şekillerde çok sayıda düzensiz çukur içerdiğini göstermiştir. HSAC ve WSAC'nin BET yüzey alanları sırasıyla 1173 m 2 g -1 ve 1428 m 2 g -1 olarak bulunmuş, WSAC'nin daha büyük bir yüzey alana sahip olduğu belirlenmiştir. DC, CIP ve SMX'in adsorpsiyon dengesini modellemek için Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Radushkevich izotermleri kullanılmıştır. HSAC ile elde edilen maksimum adsorpsiyon kapasiteleri DC, CIP ve SMX için sırasıyla 125, 95.2 ve 285.7 mg g -1 ; WSAC ile elde edilen maksimum adsorpsiyon kapasiteleri DC, CIP ve SMX için sırasıyla 135.1, 185.2 ve 476.2 mg g -1 olarak hesaplanmıştır. Yapılan incelemeler ile DC, CIP ve SMX adsorpsiyonunun Langmuir izoterm modeli ile uyumlu olduğu sonucuna varılmıştır ve bu durum monomoleküler yani tek tabakalı adsorpsiyonun baskın olduğunu göstermiştir. Adsorpsiyon mekanizmasının kinetik davranışının değerlendirilmesi sonucunda, yalancı ikinci dereceden modelin DC, CIP ve SMX adsorpsiyonu için en uygun kinetik model olduğu belirlenmiştir. Termodinamik çalışmalar, DC, CIP ve SMX'in HSAC ve WSAC ile adsorpsiyonunun kendiliğinden ve endotermik olduğunu ortaya koymuştur. Kentsel atık su arıtma tesisi çıkış atık suyundan alınan numunelerde HSAC ile yapılan adsorpsiyon çalışmaları sonucunda elde edilen giderim verimleri DC, CIP ve SMX için sırasıyla %61.9, %54.2 ve %63.1; WSAC ile yapılan adsorpsiyon çalışmaları sonucunda elde edilen giderim verimleri DC, CIP ve SMX için sırasıyla %74.2, %77.4 ve %60.2 olarak olarak bulunmuştur. Sonuç olarak, HSAC ve WSAC'nin atık sulardan DC, CIP ve SMX giderimi için kolay bulunabilir, çevre dostu ve etkili birer adsorban olduğu ifade edilebilir.