Characterization of Alginate/Perlite Particles

Abstract

In this study alginate/perlite composite particles obtained by ionic gelation method were characterized and their usability on the removal of Pb (II) and Ni (II) ions from aqueous solutions was tested. The effects of pH, contact time, initial metal ion level and perlite concentration on the adsorption capacity of particles were investigated in a batch system. Desorption of tested heavy metal ions from particles and reusability of particles were also investigated. Optical microscopy analysis showed that diameters of wet and dried particles were between 2.5-2.8 mm and 1.8-1.9 mm, respectively. Incorporation of perlite decreased the swelling degree of the particles. SEM and SEM-EDX analysis indicated that perlite appeared as thin plates and mainly composed of silica. SEM-EDX also indicated that alginate/perlite particles were composed of C, O, Na, Al, Si, and K. XRD analysis indicated that perlite had amorphous structure and distributed in the alginate matrix. According to TGA analysis, perlite improved the thermal properties of particles. The optimum pH value varied between 6 and 7 for the removal of Pb (II) and Ni (II). The adsorption efficiency of particles reached maximum level while the perlite/alginate (wt. /wt.) ratio was 2.

Özet

Bu çalışmada iyonik jelasyon yöntemi kullanılarak elde edilen aljinat/perlit kompozit parçacıkların karaterizasyonu ve sulu çözeltiden Pb (II) ve Ni (II) iyonlarının uzaklaştırılmasında kullanılabilirliği test edilmiştir. Parçacıkların adsorpsiyon kapasitesine çözeltinin pH’nın, çalkalama süresinin, başlangıç metal iyon miktarının ve perlit konsantrasyonunun etkisi kesiklik sistemde araştırılmıştır. Test edilen ağır metal iyonlarının parçacıklardan desorpsiyonu ve yeniden kullanılabilirliği de araştırılmıştır. Optik mikroskop analizi ıslak ve kuru parçacıkların çaplarını sırasıyla 2.5-2.8 mm ve 1.8- 1.9 mm olduğunu göstermiştir. Perlit eklenmesi parçacıkların şişme değerlerini azaltmıştır. SEM ve SEM-EDX analizi perlitin plaka şeklinde olduğunu ve ağırlıklı olarak silikadan oluştuğunu göstermiştir. SEM-EDX analizi ayrıca aljinat/perlit parçacıkların C, O, Na, Al, Si, ve K içerdiğini belirtmiştir. XRD analizi perlitin amorf karakterde olduğunu ve aljinat içerisinde dağıldığını göstermiştir. TGA analizi perlitin parçacıkların termal özelliklerini geliştirdiğini ortaya koymuştur. Parçacıklar tarafından Pb (II) ve Ni (II) giderimi için optimum pH değeri 6 ila 7 arasında değişmektedir. Ağırlıkça perlit/aljinat oranı 2 olduğunda parçacıkların adsorpsiyon verimi maksimuma ulaşmıştır.