Krom (VI) ve metilen mavisi gideriminde adsorban olarak volkanik tüf kullanımı

Heksavalent krom (Cr (VI)) ve metilen mavisi (MB) gibi toksik kirleticilerin sulu çözeltilerden uzaklaştırılması, çevre ve sağlık üzerindeki zararlı etkileri nedeniyle büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, doğal olarak bulunan ve uygun fiyatlı bir malzeme olan volkanik tüfün, sulu çözeltilerden Cr (VI) ve MB'nin giderilmesi için bir adsorban olarak potansiyeli araştırılmıştır. pH, zaman, adsorban miktarı, başlangıç adsorbat konsantrasyonu ve sıcaklık gibi proses parametrelerini optimize etmek amacıyla modifiye edilmemiş (Normal), asitle modifiye edilmiş (AT) ve bazla modifiye edilmiş (BT) tüf kullanılarak kesikli adsorpsiyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Cr (VI) giderimi için pH=2, 20 ppm Cr (VI) konsantrasyonu, 0,1 g adsorban, 25 °C ve 60 dakika'lık optimum koşullarda, asitle modifiye edilmiş tüf en yüksek verimliliği (%25,01) göstermiştir. Optimum koşuldaki Cr (VI) giderimi için denge verileri Temkin izoterm modeline (R2=0,985) uymuş ve proses kinetiği, hız sınırlayıcı adımın kemisorpsiyon olduğunu gösteren sözde-ikinci-derece model (R2=0,994) ile uyumlu bulunmuştur. MB giderimi için 10 ppm MB konsantrasyonu, pH=5, 0,2 g adsorban, 25 °C ve 60 dakika'lık optimum koşulda, bazla modifiye edilmiş tüf maksimum verimlilik ve neredeyse tam giderim (%100) sergilemiştir. MB adsorpsiyon kinetiği de sözde-ikinci-derece modeli (R2=0,9989) desteklemiş ve denge, tek tabakalı adsorpsiyonu işaret eden Langmuir izotermi (R2=0,992) ile en iyi şekilde tanımlanmıştır. Taguchi optimizasyonu, Cr (VI) giderimi için pH ve başlangıç konsantrasyonunun (sırasıyla %47,18 ve %27,27 katkı) en önemli faktörler olduğunu, buna karşın MB gideriminde sıcaklık ve başlangıç konsantrasyonunun (%47,74 ve %33,46 katkı) baskın olduğunu doğrulamıştır. SEM, XRD ve FTIR analizleri, kimyasal modifikasyonun alüminosilikat yapısını değiştirerek yüzey reaktivitesini artırdığını doğrulamıştır. Bu çalışma, volkanik tüfün katyonik boyalar ve anyonik ağır metalleri içeren atık su arıtma uygulamaları için umut verici ve düşük maliyetli bir adsorban olduğunu öne sürmektedir.