KAPYA BİBER ARTIĞI KULLANILARAK BİYOSORPSİYONLA SULU ÇÖZELTİLERDEN NİKEL GİDERİMİ

Özet

Bu çalışmada, toksik bir ağır metal olarak bilinen Ni(II) iyonunun, yeni bir biyosorbent materyali olan kapya biber çekirdeği kullanılarak sucul ortamdan giderimi araştırılmıştır. Optimum Ni(II) giderim koşullarının belirlenmesi amacıyla başlangıç pH değerinin, biyosorbent miktarının, başlangıç Ni(II) konsantrasyonunun ve zamanın değişimi incelenmiştir. Bu kapsamda yapılan çalışmalara ek olarak, izoterm çalışmaları Langmuir, Freundlich ve Temkin modelleri kullanılarak, kinetik çalışmaları ise yalancı birinci, ikinci derece ve Elovich reaksiyon modelleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ayrıca iç partiküler difüzyonu incelemek için Weber-Morris ve Dumwald-Wagner modelleri de kullanılmıştır. 125-250 μm boyut aralığındaki biyokütleler ile 25°C sıcaklıkta gerçekleştirilen çalışmalar neticesinde maksimum giderim verimi (%42) 28 g/L biyosorbent dozajında elde edilmiştir. Deneysel çalışmalar süresince elde edilen en uygun pH değeri olan 5,5’te, maksimum biyosorpsiyon tutma kapasitesinin 4,2 mg/g olduğu tespit edilmiştir. Denge verilerinin Langmuir izoterm modeline uygun olduğu (R2 =0,98) bulunmuş olup, yalancı ikinci derece reaksiyon modelinin ise kinetik açıdan en uygun model olduğu (R2 =0,98) ortaya konmuştur. Weber-Morris modelinin sonuçları doğrultusunda iç partiküler difüzyonun hız sınırlayıcı etkiye sahip olmadığı tespit edilmiştir.

Abstract

In this study, removal of Ni(II) known as a toxic heavy metal from aqueous media using capia pepper seed as a new biosorbent material was investigated. The variation of initial pH, biosorbent dosage, initial Ni(II) concentration and time were examined to determine optimum Ni(II) removal conditions. In addition to the studies conducted, isotherm studies were performed using Langmuir, Freundlich and Temkin models, and kinetic studies were made using pseudo-first, second and Elovich reaction models. Furthermore, Weber-Morris and Dumwald-Wagner models were used to study intra-particle diffusion. The maximum removal efficiency (42%) was obtained at a biosorbent dosage of 28 g/L as a result of the studies carried out with biomasses in the size range of 125-250 μm at 25°C. Maximum biosorption uptake capacity was determined to be 4.2 mg/g at an optimum pH value of 5.5 during experimental studies. Equilibrium data were found to be favorable to Langmuir isotherm model (R2 =0.98) and the most appropriate kinetic model was the pseudo second-order reaction model (R2=0.98). Intra-particle diffusion was not the rate-limiting step in the adsorption process according to the results of Weber-Morris model.