Nano ve mikro boyutlu modifiye edilmiş kitosan kullanılarak sulu çözeltilerden Remazol Turkuaz Mavi-G ve parasetamol giderimi

Bu çalışmada, çapraz bağlı kitosan-gluteraldehit ile Remazol Turkuaz Mavi-G boyar maddesinin ve kitosan-bentonit kompoziti ile parasetamol ilaç etken maddesinin adsorpsiyonu kesikli sistemde pH, adsorbent derişimi, sıcaklık ve başlangıç derişimi parametrelerinin, sürekli sistem dolgulu kolon reaktörde ise akış hızı ve başlangıç derişimi parametrelerinin bir fonksiyonu olarak incelenmiştir. Ayrıca tepki yüzey metodu uygulanarak merkezi kompozit tasarım yöntemi vasıtasıyla proses dizaynı için kullanılmak üzere bağımsız değişkenlere bağlı olarak oluşturulan deney kombinasyonlarıyla elde edilen veriler doğrultusunda ikinci dereceden-kuadratik polinom denklemleri oluşturularak sistem optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Nano boyuttaki çapraz bağlı kitosan-gluteraldehit ile Remazol Turkuaz Mavi-G adsorpsiyonu için kesikli sistemde 50 ℃ sıcaklıkta, 150 rpm karıştırma hızı, 0,25 g/L adsorbent miktarı, pH=2 şartlarında yürütülmüş, en yüksek denge kapasitesi ve verim değerleri ise sırasıyla 700 mg/L başlangıç boyar madde derişiminde 670,52 mg/g ve 100 mg/L başlangıç boyar madde derişiminde % 98,81 olarak saptanmıştır. Kitosan-bentonit kompoziti ile parasetamol ilaç etken maddesinin adsorpsiyonunda ise kesikli sistemde sıcaklığın 50 ℃, karıştırma hızının 220 rpm, adsorbent miktarının 1 g/L, pH=7 olduğu koşullarda gerçekleştirilmiş, en yüksek denge kapasitesi ve verim değerleri sırasıyla 90 mg/L başlangıç parasetamol derişimi için 60,48 mg/g ve 10 mg/L başlangıç parasetamol derişimi için % 69,4 olarak olarak tespit edilmiştir. Adsorpsiyon proseslerinde Langmuir ve Freundlich modelleri kullanılarak denge izotermleri oluşturulmuş, kinetik modellemede ise Pseudo I. ve II. mertebeden modeller ile dış difüzyon kütle aktarımı ve iç difüzyon modelleri uygulanarak modellere ait sabitler ile katsayılar elde edilmiştir. Ayrıca sistemlerin adsorpsiyon termodinamiği de incelenerek farklı sıcaklıklardaki Gibbs serbest enerjisi, entalpi ve entropi değişimleri hesaplanmıştır. Sürekli sistem dolgulu kolon reaktördeki deneysel çalışmalar 25 ℃ sabit sıcaklıkta yürütülmüş ve optimum giderim değerlerine 0,9 mL/dk akış hızında ulaşılmıştır. Elde edilen en yüksek denge kapasitesi ile verim değerleri sırasıyla Remazol Turkuaz Mavi-G'nin çapraz bağlı kitosan-gluteraldehit adsorpsiyonunda pH=2 için 500 mg/L besleme derişiminde 32,2 mg/g, 100 mg/L besleme derişiminde % 42,7 ve parasetamolün kitosan-bentonit biyokompozitine adsorpsiyonunda pH=7 için 50 mg/L besleme derişiminde 9,3 mg/g, 10 mg/L besleme derişiminde % 39,4 olarak bulunmuştur. Denge modellemesinde kullanılan Langmuir ve Freundlich izotermleri ile kinetik modellemesinde uygulanan Adams-Bohart, Thomas, Yoon-Nelson modellerinin katsayı ve sabitleri hesaplanarak uyumlulukları belirlenmiştir.