Sentetik atıksulardan atık çay sorbentine $Cu^{2+}$ biyosorpsiyonu: kinetikler,eşitlikler ve termodinamik

Biosorption of $Cu^{2+}$ from synthetic wastewater by tea waste sorbent: kinetics, equilibrium and thermodynamics

Özet

$Cu^{2+}$’nin atık çaya (AÇ) biyosorpsiyonu kesikli deneyler ile araştırılmıştır. AÇ’nin giderme verimi ve biyosorpsiyon kapasitesi ($𝑞_𝑒$), pH, temas süresi, başlangıç $Cu^{2+}$ derişimi, sıcaklık ve AÇ dozuna göre araştırılmıştır. AÇ’ın 𝑞𝑒 değeri, çözelti sıcaklığı arttıkça yükselmiştir. Deneysel çalışmalar ile elde edilen $𝑅^2$, $𝑞_𝑑𝑒𝑛$ ve $𝑞_ℎ𝑒𝑠$ değerlerine göre adsorpsiyon eşitliği en iyi, Langmuir izoterm modeli ile tanımlanmaktadır. AÇ’ye en yüksek $Cu^{+2}$ biyosorpsiyonu, başlangıç pH ve sıcaklığı olan 6.0 ve 55 °C’de olduğu belirlenmiştir. Deneysel sonuçlar, AÇ’ye, $Cu^{2+}$ biyosorpsiyonunun endotermik bir reaksiyon olduğunu göstermektedir. Kinetik modeller karşılaştırıldığında biyosorpsiyon en iyi yalancı II. derece kinetik model tarafından tanımlanmaktadır. Negatif ΔG˚ değeri AÇ’ye $Cu^{2+}$ biyosorpsiyonunun uygulanabilir olduğunu göstermektedir.

Abstract

The biosorption of $Cu^{2+}$ onto the tea wastes (TW) was investigated byperforming the batch experiments. The removal efficiency andbiosorption capacity ($𝑞_𝑒$ ) of TW was investigated as a function of pH,contact time, initial $Cu^{2+}$ concentration, temperature, and TW dose.The $𝑞_𝑒$ value of TW increased with the increase of solutiontemperatures. According to the $𝑅^2 value, $𝑞_𝑒𝑥𝑝$ and $𝑞_𝑐𝑎𝑙$, the adsorptionequilibrium was well described by the Langmuir isotherm model. Thehighest sorption of $Cu^{2+}$ onto TW was observed at the initial pH valueand temperature of 6.0 and 55 °C, respectively. Experimental resultsconfirming that the biosorption reaction of $Cu^{2+}$ on the TW wasthought to be endothermic. By the comparison of kinetic models, resultsdemonstrated that the system was best described by the pseudo secondorder kinetic model. The negative ΔG˚ value indicated that the$Cu^{2+}$ sorption onto the TW is feasible.