Montmorillonit bazlı nanokiller kullanılarak kristal viyolet boyar maddesinin sulu çözeltilerden giderimi: Kinetik ve denge çalışmaları

Abstract

Son yıllarda özellikle arıtılmadan farklı sektörlerden deşarj edilen atıklar nedeniyle su kirliliği büyük bir sorun haline gelmiştir. Bunlar arasında tekstil, deri, kâğıt ve kozmetik sektörlerinin kullandığı çeşitli boya atıkları da bulunmaktadır. Kristal viyolet (CV) yaygın olarak bilinen katyonik bir boyadır ve genellikle endüstrilerde renklendirici olarak kullanılır. CV boyası 1 ppb'de olduğunda insanlar ve hayvanlar için toksik olduğu bilinmektedir. Bu nedenle, endüstriyel atık suların deşarj edilmeden önce kristal viyoletden arıtılması çevre güvenliği için oldukça önemlidir. Bu araştırma, kristal viyolet boyar maddesinın sulu çözeltilerden uzaklaştırılması için düşük maliyetli bir malzeme olarak iki farklı montmorillonit bazlı nanokilin (B1 ve B2) etkinliğini değerlendirmeyi amaçlamıştır. Nanokillerin yapısal karakterizasyonları FTIR ve TGA yöntemleri kullanılarak analiz edilmiştir. CV adsorpsiyon prosesini etkileyebilecek tüm parametreler kesikli bir sistemde optimize edilmiştir. Adsorpsiyon prosesi üzerinde çeşitli faktörlerin (adsorban miktarı, temas süresi, çözelti pH’ı, farklı iyon etkisi, adsorpsiyon sıcaklığı, başlangıç boya konsantrasyonu) etkileri incelenmiştir. CV-nanokil adsorpsiyon sisteminin mekanizmasını araştırmak üzere yapılan deneylerde, adsorpsiyon kinetiğinin ve denge parametrelerinin, sırasıyla sözde ikinci dereceden kinetik modele ve Langmuir izoterm modeline daha iyi uyum sağladığını göstermiştir. B1 ve B2 adsorbanlarının maksimum adsorpsiyon kapasiteleri (qm) sırasıyla, 25oC'de 224,63 ve 45oC’de 360,30 mg/g olarak elde edilmiştir. Uygun yüzey ve CV iyon yükü kombinasyonu CV çözeltisinin düşük pH (≤7) değerlerinde elde edilmiştir. Yabancı iyon olarak NaCl iyonlarının varlığı, CV adsorpsiyon kapasitesini önemli ölçüde etkilememiştir. Sonuçlar değerlendirildiğinde, incelenen montmorillonit bazlı adsorbanların, CV boyasının giderilmesinde etkili ve uygun maliyetli adsorbanlar olduğu görülmüştür.