Makroalg (Vallisneria spiralis) biyokütlesinden mikrodalga yöntemi ile elde edilen aktif karbonun atık sulardan nikel gideriminde değerlendirilmesi

Yapılan bu çalışmada mikrodalga gücü, mikrodalga kalış süresi, karbonizasyon sıcaklığı ve pH gibi parametreler Yüzey Yanıt Yöntemi (YYY) yardımıyla optimize edilmiş ve elde edilen adsorban nikel ağır metal gideriminde kullanılmıştır. YYY çalışmalarında mikro dalga gücü, mikrodalga kalış süresi, reaktör sıcaklığı ve pH deneysel değişken olarak seçilmiştir ve optimum koşullar seçicilik fonksiyonu kullanılarak mikro dalga gücü 500 W, mikrodalga kalış süresi 10 dakika, reaktör sıcaklığı 500 °C ve pH 6 olarak belirlenmiştir. Adsorpsiyon kinetiği çalışmalarında optimum koşullarda ve sıcaklık 25 °C, 35 °C ve 45 °C'de maksimum adsorpsiyon kapasiteleri 89.45 mg/g, 92.48 mg/g ve 95.31 mg/g olarak bulunmuştur. Ayrıntılı kinetik çalışmaları sonucunda tüm sıcaklıklarda adsorpsiyon kinetiğinin Sanki İkinci Dereceden kinetik modele uyduğu görülmüştür. Farklı ilk ağır metal derişimi kullanılarak adsorpsiyon izoterm çalışmalarında ise 25 °C, 35 °C ve 45 °C'de adsorpsiyon izoterminin Langmuir izotermine uyduğu hesaplanmıştır. Alg ve hazırlanan adsorban karakterizasyonları Elementel Analiz, XRD, ICP, SEM, TEM, Raman Spektroskopisi, FTIR ve XPS analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Elementel analiz sonuçları optimum koşullarda üretilen adsorbanın karbon elementince zengin olduğunu göstermektedir. XRD analizlerinde ise adsorbanın amorf karbon ve tuz kristallerden oluştuğu ICP analizlerinde ise ham algin bu elementleri içerdiği görülmektedir. SEM ve TEM analizleri kimyasal aktivasyon sonrası yüzey dokusunun ana özellikleri aktivasyon ve karbonizasyon işlemi sonucu önemli bir biçimde değiştiği görülmektedir. FE-SEM görüntüleri BET analiz sonuçları ile de doğrulanan şekilde adsorbanın ağır metal giderim kapasitesi ve gözeneklilik yapısında belirgin bir değişme neden olduğu görülmektedir. FTIR ve XPS ile yüzey fonksiyonel grupların hidroksil, karboksil, fenol ve eter gruplarından oluştuğu belirlenmiştir. Karakterizasyon çalışmaları sonucunda nikel ağır metalinin yüzeye fiziksel adsorpsiyon aracığıyla tutunduğu ve adsorbanın yapısını koruduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak makroalgden üretilen adsorbanın ağır metal gideriminde yüksek giderim kapasitesine sahip etkin ve ekonomik bir adsorban olarak kullanılabileceği gösterilmiştir.