Metilen mavisinin magnetik aktif karbon ile adsorpsiyonunun incelenmesi
Investigation of adsorption of methylene blue with magnetic activated carbon
- Tez No: 823555
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ESRA ALTINTIĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Anorganik Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Bu çalışma da mısır koçanından elde edilmiş aktif karbon Fe3O4 ile modifiye edilerek Fe3O4 -AK adsorbanı elde edildi. Öncelikle elde edilen Fe3O4 -AK adsorbanın yapısını spesifik yüzey alanı (BET), Enerji Dağıtıcı X-ışını Spektroskopisi (SEM-EDX) ile Taramalı Elektron Mikroskobu ve Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) gibi analiz teknikleri ile karakterize edildi. Fe3O4 -AK adsorbanı karakterize edildiğin de sonuç olarak, partikül boyutunun küçük , yüzey alanın büyük ve gözenekliliğe sahip adsorban olduğu görülmüştür. Metilen mavisi (MM) boyar maddesinin giderimin de Fe3O4 -AK adsorbanı kullanılmıştır. Uygulanan deneysel çalışma da karıştırma hızı, temas süresi, adsorban dozu, başlangıç konsantrasyonu ve pH gibi çeşitli adsorban parametrelerinin etkileri incelenmiştir. Metilen mavisi (MM) boyar maddesinin Fe3O4 -AK adsorban sulu çözeltilerinden uzaklaştırılması üzerinde denge, termodinamik ve kinetik çalışmalar yapılmıştır. Çalışma da incelenen parametreleri arasında ilk olarak çözelti pH'ı (2,0-9,0), adsorban miktarı (0,05-0,5 g L- 1) aralıkların da, sıcaklık (298-318 K) değerlerin de, temas süresi (5-180 dk) ve konsantrasyon (50-500 mg/L-1) yer alır. Deneysel çalışmalar sonucun da en iyi verimin pH 7,0 olduğu görülmüştür. Temas süresi incelendiğin de 30 dk ya kadar arttığı ve daha sonra sabitlendiği görülmüştür. Kinetik modeller incelendiğin de Fe3O4 -AK veriminin yalancı ikinci dereceden tepkimeye uygun olduğu görülmüştür. Termodinamik olarak incelendiğin de ise ekzotermik olduğu görülmüştür. Fe3O4 -AK adsorbanının Langmuir maksimum adsorpsiyon kapasitesi 312,8 mg /g-1 idi. Yeniden kullanılabilirlik performansı çevre temizliği için önemli kriterlerden biridir. Adsorpsiyon çalışması sekiz döngüden oluşmaktadır. İlk dört döngü sırasında adsorpsiyon etkinliğinde sadece yaklaşık %15 azalma meydana geldi ve desorpsiyon etkinliği neredeyse sabit olmasına rağmen, 8. döngüden sonra yaklaşık %27'ye ulaştı. Ürettiğimiz adsorbenttin kapasitesindeki azalma, çevrim işlemi sırasında adsorpsiyon bölgelerinin kısmen devre dışı kalmasından kaynaklanıyor olabilir. . Bu amacın doğruluğu ve tutarlılığı yüksek olan bu işlemler için minimum maliyet ve emekle sonuç alınması açısından literatüre farklı bir bakış açısı sağlayacağına inanıyoruz. Sonuç olarak, geliştirilen Fe3O4 -AK adsorbentinin MM'nin sulu ortamdan uzaklaştırılması sırasında pozitif bir yeniden kullanım performansı sergilediği açıkça görülmektedir.
Özet (Çeviri)
Colored wastewater containing dyes has a complex chemical structure. For this reason, direct discharge into the recording environment without treatment can have harmful effects on the environment. For this reason, such effluents with high dye content must be treated with appropriate methods and discharged into the receiving environment. Color removal can be achieved by the adsorption process, which is one of the traditional treatment methods. Recently, iron-fortified AC has been used as an alternative to other AC fortification methods because of its benefits. Magnetization is one of the modal methods used to combine AC and iron oxide to synthesize a recoverable magnetic AC adsorbent for water/soil treatment purposes. Magnetic AC can be separated from the environment using magnets and external magnetic fields. In this study, Fe3O4 -AC adsorbent was obtained by modifying activated carbon with Fe3O4. AC/Fe3O4 obtained using the coprecipitation method was synthesized using a mixture of Fe3+ and Fe2+ and activated carbon. To synthesize AC/Fe3O4, 7.8 g FeCl3·6H2O was weighed, and 100 mL of deionized water was added to it. A few drops of concentrated Fe(OH)3 were added to prevent precipitation, then fish were thrown into it and placed on a magnetic stirrer, and 3.9 g of it was added. It was heated by adding FeSO4·7H2O. At 70 °C, 3.3 g of AC and 100 mL of 5 mol L-1 NaOH were added rapidly. After stirring for 120 min at 80°C, this black mixture brought to room temperature was collected with the help of a magnet. The obtained magnetic adsorbent was washed with distilled deionized water and filtered with blue band filter paper. After washing with distilled water and ethanol first, it was dried in an oven at 60 °C. The structure of the Fe3O4 -AC adsorbent used was determined using the specific surface area (BET), Energy Dissipative X-ray Spectroscopy (SEM-EDX) and Scanning Electron Microscopy and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis data. The surface morphologies of the samples were made using JEOL-JSM- 6060LV Scanning Electron Microscopy (SEM). Multi-point Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface area (m2g-1), pore size (nm), micropore and Meso-macropore volumes (cm3g-1) using surface and pore characterization device (Micromeritics ASAP 2020) (SBET) analysis was determined by the nitrogen (N2) gas adsorption technique in a liquid nitrogen environment at 77 K. Before the BET analysis, the temperature in the degassing treatment applied to the sample was 300 °C and the time was 360 min. XRD test was performed to determine whether the AC/Fe3O4 surface was crystalline or amorphous before and after AC adsorption. However, after AC is converted to AC/Fe3O4, the amorphous nature of crude AC is minimized. Two broad peaks are observed in the AC XRD model at 2θ = 25◦ and 2θ = 43◦. When the Fe3O4 -AC adsorbent was characterized, it was found to be a tubular adsorbent with small coil size, large surface area. Fe3O4 -AC adsorbent is used for methylene blue (MB) dyestuff removal. For the experimental study, firstly, 1000 mg/L stock MB solution was prepared. Findings of mean pore diameter indicate the porous nature of AC and AC/Fe3O4 (2.0 nm < pore size range
Benzer Tezler
- Yüksek yüzey alanına sahip manyetik/ aktif karbon nanokompozitinin hidrotermal yöntem ile sentezi ve sulu çözeltide boya giderimi
Synthesis of high surface area magnetic/active carbon nanocomposite by hydrothermal method and dye removal in aqueous solution
MUHAMMET HÜSEYİN ÇOKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
KimyaZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiNanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATAKAN TOPRAK
- Preparation and investigation of photocatalytic activity of silver nanoparticle added magnetic-pedot nanocomposite material
Gümüş nanoparçacık eklenmiş manyetik-pedot nanokompozit malzemenin hazırlanması ve fotokatalitik aktivitesinin incelenmesi
FATMA SAAD MOHAMED BELHAJ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
KimyaAtılım ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT KAYA
- Preparation of silver nanoparticles loaded polyaniline-titanium dioxide nanocomposite material and usage in environmental remediation
Gümüş nanoparçacıkların yüklendiği polianilin-titanyum dioksit nanokompozit malzemenin hazırlanması ve çevre ıslahında kullanımı
MOHAMED ELBUZEDI
Doktora
İngilizce
2020
KimyaAtılım ÜniversitesiMühendislik Sistemlerinin Modellenmesi ve Tasarımı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT KAYA
DOÇ. DR. SEHA TİRKEŞ
- Nano boyutta manyetik özellikteki yabani kestane kabukları ile sulu çözeltilerden metilen mavisi giderimi
Removal of methylene blue from wet chestnut shells with magnetic properties nano size and aqueous solutions
MERYEM DAĞLAR
- Synthesize and photocatalytic applications of titanium dioxide and magnetic nanoparticles containing high sulfur content polymeric composites
Titanyum dioksit ve manyetik nanoparçacık içeren yüksek kükürt içerikli polimerik kompozitlerin sentezi ve fotokatalitik uygulamaları
MERT TOPCUOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
KimyaAtılım ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT KAYA
PROF. DR. ATİLLA CİHANER