Manyetik özellik kazandırılmış aktif karbon hazırlanması ve tekstil boyası uzaklaştırılması amacıyla kullanımının incelenmesi

Bu çalışmada şeker pancarı küspesinden elde edilen aktif karbona (AC) manyetik özellik kazandırılmıştır. Demir tuzlarından çöktürme yöntemi ile manyetit sentezi sırasında ortama AC ilave edilmiştir. Elde edilen ürünün tanımlamasını yapabilmek için bir dizi karakterizasyon analizleri yapılmıştır. X-Işını Kırınım (XRD) yöntemi kullanılarak yapılan analizin sonucunda, aktif karbonun bünyesine manyetitin entegre edildiği bulunmuştur. Ürünün manyetik doygunluk değeri Titreşimli Örnek Manyetometresi (VSM) kullanılarak 11,2 emu/g olarak tespit edilmiştir. Brunauer-Emmet-Teller (BET) yöntemi ile yapılan analizin sonucundan, manyetik özellikli aktif karbonun (MAC) ve AC'nin yüzey alanları sırasıyla 49,0 m2/g ve 119,5 m2/g olarak belirlenmiştir. Barrett-Joyner-Halenda (BJH) yöntemi ile yapılan analizde, AC ve MAC'nin daha çok mezo (2,0-50,0 nm) gözeneklere sahip olduğu tespit edilmiştir. AC ve MAC'nin morfolojik analizi Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Alınan görüntülerde, AC'nin daha parlak ve gözenekli bir yüzeye sahip olduğu, MAC'nin de yine gözenekli ancak daha mat bir yüzeye sahip olduğu görülmüştür. X-Işını Floresans Spektrometresi (XRF), Fourier Kızılötesi Spektrometresi (FTIR) ve Enerji Dağılımı Spektrometresi (EDS) kullanılarak yapılan analizlerden elde edilen sonuçlarda, AC ve MAC'nin yapısında fosforik asit (H3PO4) aktivasyonundan gelen fosforun (P) varlığı tespit edilmiştir. Bunun yanında, MAC'ın yapısında ayrıca manyetitten (Fe3O4) gelen demirin (Fe) bulunduğu da belirlenmiştir. Yapılan zeta potansiyel ölçümlerinde AC'nin izoelektrik noktasının pH 4,10'da, MAC'nin ise pH 2,71'de olduğu bulunmuştur. Her iki adsorbanın sulu çözeltiden bir tekstil boyası olan Maxilon Blue GRL (%300)'ü uzaklaştırma davranışları değişen başlangıç boya konsantrasyonu, zaman, pH ve sıcaklık şartları altında incelenmiştir. AC ve MAC'nin boya tutma kapasitesinin zamanla, artan boya konsantrasyonu ve sıcaklıkla arttığı gözlenmiştir. En yüksek boya giderim değeri pH 7,0'da elde edilmiştir. Oda sıcaklığında en yüksek derişim değeri olan 25,0 mg/L boya çözeltisi kullanıldığında elde edilen en yüksek boya adsorpsiyon kapasite değerleri AC için 2,22 mg/g iken MAC için 2,47 mg/g olarak bulunmuştur. Adsorpsiyon kinetiği incelemesinde, adsorpsiyon olayının yalancı ikinci dereceden kinetikle ilerlediği ortaya koyulmuştur. Termodinamik değerlendirmesinde ise adsorpsiyon olayının kendiliğinden oluştuğu ve endotermik özellikli olduğu sonucuna varılmıştır. Yapılan adsorpsiyon izotermi değerlendirmesinden adsorpsiyon olayının Freundlich adsorpsiyon izotermine uyduğu anlaşılmıştır.