Sulardaki metal kirliliğinin doğal adsorbanlar ile giderimi

Bu araştırmada; Kazımkarabekir taşı, Karaman pekmez toprağı ve Pelit başlığından oluşan modifiye edilmemiş ve yerel olarak elde edilen düşük maliyetli doğal adsorbanlar kullanılmıştır. Bu adsorbanlar sırasıyla kısaca T, PT ve P olarak adlandırılmıştır. Bu çalışmanın amaçlarından birisi, T, PT ve P doğal adsorbanları ile düşük başlangıç derişimlerindeki Zn (II), Cu ve Al (III) metallerinin sulardan gideriminin incelenmesi ve adsorpsiyon kapasitelerinin, kinetik ve termodinamik parametrelerin belirlenmesidir. Diğer bir amacı ise, adsorbanların kimyasal kompozisyonu, yüzey yapıları ve morfolojileri (yapısal özellikleri) ile kirletici metallerin adsorpsiyonuna etki eden mekanizmaların belirlenmesidir. Doğal adsorbanların ve kirletici metallerin seçimi için karar sürecinde; Kalite Fonksiyon Yayılımı matrisinden esinlenilerek hazırlanan adsorban-kirletici metal ilişki matrisi kullanılmıştır. T, PT ve P düşük maliyetli doğal adsorbanların Zn (II), Cu ve Al (III) ile adsorpsiyonlarında giderim verimleri kesikli deneyler ile araştırılmıştır. Adsorpsiyon dengesine etki eden faktörler kapsamında pH, başlangıç metal derişimi, sıcaklık, temas süresi, adsorban dozu, karıştırma hızı ve adsorban boyutunun etkileri incelenmiştir. Adsorbanlar için uygun denge izoterminin belirlenmesinde Langmuir, Freundlich, D-R ve Temkin izoterm modelleri ile çalışılmıştır. Adsorpsiyon kinetiğinin belirlenmesi amacıyla reaksiyon bazlı modeller olarak Lagergren yalancı birinci derece kinetik model, yalancı ikinci derece kinetik model; difüzyon bazlı modeller olarak ise Boyd eşitliği ve sıvı film difüzyon modeli incelenmiştir. Adsorpsiyon termodinamiği, Gibbs eşitliği ve Van't Hoff grafiği kullanılarak incelenmiştir. ∆G, ∆H ve ∆S değerleri hesaplanmıştır. Adsorbanların, SEM+EDX ve XRD yöntemleri ile kirletici metallerle adsorpsiyonları öncesi ve sonrası karakterizasyonları yapılmış, adsorbanların yüzey yapıları ve morfolojileri (yapısal özellikleri) ile kirletici metallerin adsorpsiyon mekanizmaları belirlenmiştir. Organik doğalı P adsorbanı için, yapısındaki tanenlerin kirletici metallerin giderimindeki etkinliği araştırılmıştır. Sonuç olarak, düşük maliyetli doğal adsorbanlar T, PT ve P'nin düşük derişimlerdeki Zn (II), Cu ve Al (III)'ün sulardan adsorpsiyon ile gideriminde başarı ile kullanılabileceği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Adsorban karakterizasyonu, denge izotermi, düşük başlangıç derişimi, düşük maliyetli adsorbanlar, kalite fonksiyon yayılımı, kinetik, tanen, termodinamik