Reactive blue 3R ve reactive red P4BN tekstil boyar maddelerinin sulu çözeltilerden gideriminde balkabağı atıklarının adsorban olarak kullanılabilirliğinin incelenmesi

Bu çalışmada, balkabağının dış kabuğu ve çekirdeklerinin kabuğundan oluşan atık (ABÇK) ile, Reactive Blue 3R (RB) ve Reactive Red P4BN (RR) boyar madelerinin adsorpsiyonu üzerine pH, zaman, boyar madde konsantrasyonu, adsorban miktarı, adsorbanın tane boyutu ve sıcaklığın etkileri araştırılmıştır. ABÇK' nın karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM), termogravimetrik analiz (TGA) ve Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi (FTIR) ile yapılmıştır. RB boyar maddesi için pH 3' te ve RR boyar maddesi için pH 1'de en iyi giderimler elde edilmiştir. RB boyar maddesinin adsorpsiyon prosesinin 180 dk'da ve RR boyar maddesinin 300 dk'da dengeye ulaştığı belirlenmiştir. Her iki boyar maddenin adsorpsiyonu için adsorban dozajı 1 g/L iken en yüksek adsorplama kapasitelerine ulaşılmıştır. Ayrıca, adsorban tane boyutları küçüldükçe giderim yüzdelerinin arttığı gözlenmiştir. RB ve RR'nin adsorpsiyon kinetikleri incelendiğinde, her ikisinin de yalancı ikinci derece hız kinetiğiyle uyumlu olduğu belirlenmiştir. Çalışılan adsorpsiyon proseslerinin denge verileri her iki boyar madde için Langmuir izotermine uygun olduğu bulunmuştur. Sıcaklık çalışmalarına göre, ABÇK üzerine RB boyar maddesinin adsorpsiyonu için sıcaklığın artmasıyla adsorpsiyon yüzdesinin arttığı, RR boyar maddesinin adsorpsiyonu için ise; sıcaklığın artmasıyla adsorpsiyon yüzdesinin azaldığı görülmüştür. RB boyar maddesinin adsorpsiyonu için adsorpsiyon entalpisi (ΔH0) 41.49 kJ mol−1 olarak bulunmuş ve adsorpsiyon reaksiyonunun endotermik olduğu belirlenmiştir. Entropi (ΔS0) ise 139.65 J mol−1K−1 olarak hesaplanmıştır. ΔS0'ın pozitif değeri katı-çözelti ara yüzeyindeki artan rastgeleliği göstermiştir. RR boyar maddesinin adsorpsiyonu için ΔH0 değeri -38.94 kJ mol−1 olarak hesaplanmış ve adsorpsiyon reaksiyonunun ekzotermik olduğu belirlenmiştir. ΔS0 değeri ise -118.49 J mol−1K−1 olarak hesaplanmış ve bu negatif değer, katı-sıvı ara yüzeyindeki adsorbat moleküllerinin çözelti fazındakilere göre daha düzenli olduğunu göstermiştir. Her iki boyar madde için, çalışılan sıcaklık tüm değerlerinde Gibb's serbest enerjisi (ΔG0) değerleri negatif olarak hesaplanmıştır. Negatif ΔG0 değerleri adsorpsiyonun kendiliğinden gerçekleştiğini göstermiştir. Sonuç olarak, optimum proses şartları sağlandığında, sulu çözeltilerden boyar madde gideriminde ABÇK'nın adsorban olarak iyi bir verim sağladığı belirlenmiştir.