Journals / Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi / 2019 / Cilt: 21 - Sayı: 61
Removal of Methyl Red Dye by Adsorption Process using Modified Fly Ash with Ultrasound Process
- Pages
- 25–40
- DOI
- —
Abstract
In objective of this study, the removal of azo dye (methyl red) commonly used the textile industry was investigated using raw fly ash and modified fly ash with ultrasound process. The effect of removal methyl red under various parameters such as adsorbent dose (1–12 g), adsorption time (10–240 min), pH (2–10), temperature (10–50 °C) and initial methyl red concentration (25–125 mg/L) were examined during adsorption experiments in detail. The adsorption capacities of unmodified and modified fly ash were found to be 13.78 mg/g and 14.52 mg/g under optimum conditions at acidic pH, respectively. The change of surface characteristics for unmodified and modified fly ash using ultrasound were determined using BET, SEM-EDS, XRF, XRD, and particle size analysis. According to obtained result, modification of fly ash by mechanical effect of ultrasound increased surface area and decreased particle size. Using modified fly ash provided successful results for methyl red removal in a shorter reaction time and with smaller fly ash dosage. The kinetics of adsorption followed by second- order kinetic model and adsorption of methyl red onto fly ash was well fitted with the Freundlich isotherm model both adsorbents. Thermodynamic parameters such as ∆G°, ∆H° and ∆S° indicated that the adsorption of methly red onto fly ash was exothermal in the temperature range of 10–50 °C.
Özet
Bu çalışma kapsamında, tekstil endüstrisinde yaygın olarak kullanılan metil kırmızısı boyasının doğal ve ultrases prosesiyle modifiye edilen uçucu kül adsorbenti ile arıtılabilirliği araştırılmıştır. Adsorpsiyon deneylerinde adsorbent dozu (1–12 g), adsorpsiyon süresi (10–240 dk), pH (2–10), sıcaklık (10–50 °C) ve başlangıç metil kırmızısı konsantrasyonu (25–125 mg/L) gibi farklı işletme parametre değerlerinin metil kırmızısı giderimindeki etkisi ayrıntılı olarak incelenmiştir. Optimum şartlar altında asidik pH’da doğal ve modifiye uçucu kül için adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 13,78 mg/g ve 14,52 mg/g olarak belirlenmiştir. Uçucu külün doğal ve ultrases prosesi ile modifiye sonrası yüzeyinde meydana gelen değişimler BET, SEM-EDS, XRF, XRD ve partikül boyut analizleri ile değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, ultrases mekanik etkisi ile modifiye edilen uçucu kül yüzey alanı artarken partikül boyutu azalmıştır. Modifiye uçucu kül kullanıldığında daha kısa sürede ve düşük uçucu kül dozunda metil kırmızısı giderimi sağlanmıştır. Modifiye uçucu kül kullanıldığında metil kırmızısı giderimi daha kısa sürede ve düşük uçucu kül dozunda başarılı olmuştur. Adsorpsiyon hızının ikinci dereceden hız ifadesine uyduğu ve uçucu kül adsorpsiyonunun Freundlich izoterm modeliyle uyum sağladığı görülmüştür. Termodinamik verilerden (∆G°, ∆H° ve ∆S°) 10–50 °C aralığında metil kırmızısı adsorpsiyonun ekzotermik bir işlem olduğu sonucuna varılmıştır.