KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi / 2026 / Cilt: 14 Sayı: 2

Arap Zamkı Modifiyeli Manyetik Nanopartiküller ile Sulu Çözeltilerden Kromat İyonlarının Uzaklaştırılması

Removal of Chromate Ions from Aqueous Solutions with Gum Arabic Modified Magnetic Nanoparticles

İlker Akın(NECMETTİN ERBAKAN ÜNİVERSİTESİ)0000-0002-8683-0210
Egemen Foto(NECMETTİN ERBAKAN ÜNİVERSİTESİ, FEN FAKÜLTESİ)0000-0002-0305-5467
Sayfa
52–60
Yayın Tarihi
2024-07-23
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

AZ-MNP’de maksimum adsorpsiyon kapasitesi, Langmuir adsorpsiyon sabiti ve entalpi değişimleri sırasıyla 0.194 mg/g, 11.06 mg/L ve 9.4 kJ/mol olarak belirlenmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Günümüzde metalurji, galvaniz kaplama, deri tabaklama vb. endüstrilerde kromun yaygın kullanımı, sulu kromun çevreye salınmasına neden olmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Kromun bu iki formu farklı kimyasal, biyolojik ve çevresel etki özelliklerine sahiptir.
💡
Sonuç & Katkı:AZ-MNP’de maksimum adsorpsiyon kapasitesi, Langmuir adsorpsiyon sabiti ve entalpi değişimleri sırasıyla 0.194 mg/g, 11.06 mg/L ve 9.4 kJ/mol olarak belirlenmiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Adsorpsiyon · adsorpsiyon izotermleri · kromat iyonu

Özet

Günümüzde metalurji, galvaniz kaplama, deri tabaklama vb. endüstrilerde kromun yaygın kullanımı, sulu kromun çevreye salınmasına neden olmaktadır. Sulu çözeltilerde, krom genellikle Cr(VI) veya Cr(III) olarak bulunmaktadır. Kromun bu iki formu farklı kimyasal, biyolojik ve çevresel etki özelliklerine sahiptir. Cr(VI), toprakta ve su sistemlerinde oldukça hareketli olan HCrO4-, Cr2O72- ve CrO42- gibi anyonik türler olarak bulunur. Bu çalışmada, arap zamkı ile modifiye edilmiş manyetik nanopartiküller (AZ-MNP) kullanılarak kesikli adsorpsiyon yöntemi ile sulu çözeltiden Cr(VI)’nın uzaklaştırılması incelenmiştir. Arap zamkının karboksilik grupları ile Fe3O4’ün yüzeyindeki hidroksil grupları arasındaki etkileşim yoluyla modifiyesi sağlanarak AZ-MNP elde edilmiştir. Yüzey modifikasyonu, Fe3O4’ün faz değişikliğine neden olmazken, çapı 9-13 nm aralığında olan ikincil partiküllerin oluşumuna yol açmıştır. Adsorpsiyon hızı, iç difüzyon direncinin olmaması nedeniyle 45 dakika içinde dengeye ulaşacak kadar hızlı ve hem MNP hem de AZ-MNP için adsorpsiyon kapasiteleri, çözelti pH’ının düşmesiyle artmıştır. AZ-MNP’de maksimum adsorpsiyon kapasitesi, Langmuir adsorpsiyon sabiti ve entalpi değişimleri sırasıyla 0.194 mg/g, 11.06 mg/L ve 9.4 kJ/mol olarak belirlenmiştir.

Abstract

Today, metallurgy, galvanizing, leather tanning, etc. the widespread use of chromium in industries causes the release of aqueous chromium to the environment. In aqueous solutions, chromium is usually present as Cr(VI) or Cr(III). These two forms of chromium have different chemical, biological and environmental effects. Cr(VI) exists as anionic species such as HCrO4-, Cr2O72- and CrO42-, which are highly mobile in soil and water systems. In this study, the removal of Cr(VI) from aqueous solution by batch adsorption method using gum arabic modified magnetic nanoparticles (GA-MNP) was investigated. AZ-MNP was obtained by modifying the carboxylic groups of gum arabic through the interaction between the hydroxyl groups on the surface of Fe3O4. Surface modification with gum arabic led to the formation of secondary particles with diameters in the range of 9-13 nm. The adsorption rate was fast enough to reach equilibrium within 45 minutes due to the lack of internal diffusion resistance. The adsorption capacities for MNP and AZ-MNP increased with decreasing solution pH. Maximum adsorption capacity, Langmuir adsorption constant and enthalpy changes in GA-MNP were determined as 0.194 mg/g, 11.06 mg/L and 9.4 kJ/mol, respectively.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Akın, İ., Foto, E. (2024). Arap Zamkı Modifiyeli Manyetik Nanopartiküller ile Sulu Çözeltilerden Kromat İyonlarının Uzaklaştırılması. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, Cilt: 14 Sayı: 2, 52–60. https://doi.org/10.7212/karaelmasfen.1421942

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (31)

  1. Akın İ., Zor E., & Bingöl, H., 2023. GO@Fe3O4 katkılı polimerik kompozit membranların hazırlanması ve karakterizasyonu, Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 5(2), 38-52. https://doi.org/10.47112/neufmbd.2023.8
  2. Akin İ., 2023. Preparation of chitosan microcapsules containing modified graphene oxide and investigation of water treatment performance. Chemical Papers, İn press. https://doi.org/10.1007/s11696-023-03222-3
  3. Akin I., Arslan G., Tor A., Ersoz M., & Cengeloglu Y., 2012. Arsenic(V) removal from underground water by magnetic nanoparticles synthesized from waste red mud. Journal of Hazardous Materials, 235-236, 62–68. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2012.06.024
  4. Agrawal A., Pal C., Sahu K.K., 2008. Extractive removal of chromium (VI) from industrial waste solution, Journal of Hazardous Materials, 159, 458–464. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.02.121
  5. ATSDR, 2000. Agency for Toxic Substances and Disease Registary, Division of Toxicology/Toxicology Information Branch (ATSDR), Toxicological profile for chromium, ATSDR, Atlanta, USA, 1–157.
  6. Banerjee S.S., Jayaram R.V., Joshi M.V., 2004. Removal of Cr(VI) and Hg(II) from aqueous solutions using fly ash and impregnated fly ash, Seperation Science and Technology, 39, 1611–1629. https://doi.org/10.1081/ss-120030778
  7. Banerjee S.S., Chen D.H., 2007. Fast removal of copper ions by gum arabic modified magnetic nano adsorbent, Journal of Hazardous Materials, 147, 792–799. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2007.01.079
  8. Barassi, G., Valdés A., Araneda C., Basualto C., Sapag J., Tapia C., Valenzuela F., 2009. Cr(VI) sorption behavior from aqueous solutions onto polymeric microcapsules containing a long-chain quaternary ammonium salt: Kinetics and thermodynamics analysis, Journal of Hazardous Materials, 172, 262-268. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.06.167
  9. Bhowal A., Datta S., 2001. Studies on transport mechanism of Cr(VI) extraction from an acidic solution using liquid surfactant membranes, Journal of Membrane Science, 188, 1–8. https://doi.org/10.1016/s0376-7388(00)00586-x
  10. Can K., Ozmen M., Ersoz M., 2009. Immobilization of albumin on aminosilane modified superparamagnetic magnetite nanoparticles and its characterization, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 71, 154-159. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2009.01.02
  11. Çınar Acar B., Yüksekdağ Z. 2023. Deri Endüstrisinde Krom Kullanımı ve Biyolojik Yöntemlerle Krom Giderimi. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 6(1): 1006-1029. https://doi.org/10.47495/okufbed.1089874
  12. EPA, 1990. Environmental Protection Agency, Environmental Pollution Control Alternatives,EPA/625/5-90/025,EPA/625/4-89/023, Cincinnati, USA.
  13. Freundlich H.M.F., 1906. Über die adsorption in losungen, Journal of Physical Chemistry, 57A, 385–470. https://doi.org/10.1515/zpch-1907-5723
  14. Gode F., Pehlivan E., 2005. Removal of Cr(VI) from aqueous solution by two Lewatit anion exchange resins, Journal of Hazardous Materials, B119, 175–182. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2004.12.004
  15. Groman E.V., Menz E.T., Enriquez P.M., Jung C., Lewis J.M., Josephson L., 1996. Delivery of therapeutic agents to receptors using polysaccharides, United States Patent, 5554386.
  16. Ho Y.S., McKay G., 1999. Pseudo-second order model for sorption processes, Process Biochemistry, 34 (1999) 451-465. https://doi.org/10.1016/s0032-9592(98)00112-5
  17. Keihanfar M., Mirjalili B.B.F. and Bamoniri A., 2023. Sb(III)/Gum Arabic composite as a new natural-based environmentally green catalyst for the one-pot pseudo-four-component synthesis of 2H-indazolo[2,1-b] phthalazinetriones. RSC Advanced, 13, 17869-17873. https://doi.org/10.1039/d3ra02556j
  18. Langmuir I., 1916. The constitution and fundamental properties of solids and liquids, Journal of American Chemical Society 38, 2221–2295. https://doi.org/10.1016/s0016-0032(17)90938-x
  19. Leong Y.K., Seah U., Chu S.Y., Ong B.C., 2001. Effect of gum arabic macro- molecules on surface forces in oxide dispersion, Colloid and Surface Science, 182, 263–268. https://doi.org/10.1016/S0927-7757(00)00826-8
  20. Mao T., Lin L., Shi X., Cheng Y., Luo, X., Fang C., 2023. Research Progress of Treatment Technology and Adsorption Materials for Removing Chromate in the Environment. Materials, 16, 2979. https://doi.org/10.3390/ma16082979
  21. Maity D., Agrawal D.C., 2007. Synthesis of iron oxide nanoparticles under oxidizing environment and their stabilization in aqueous and non-aqueous media. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 308, 46. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2006.05.00
  22. Murlidhara H.S., 1986. Advances in Solid–Liquid Separation, Batelle Press, Colombus Richland, Ohio, ISBN 10: 0851863639 / ISBN 13: 9780851863634
  23. Pehlivan E., Cetin S., 2009. Sorption of Cr(VI) ions on two Lewatit-anion exchange resins and their quantitative determination using UV–visible spectrophotometer, Journal of Hazardous Materials 163, 448–453. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.06.115
  24. Reis A.V., Guilherme M.R., Cavalcanti O.A., Rubira A.F., Muniz E.C., 2006. Synthesis and characterization of pH responsive hydrogels based on chemically modified arabic gum polysaccharide, Polymer 47, 2023–2029. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2006.01.058
  25. Saha B., Gill R.J., Bailey D.G., Kabay N., Arda M., 2004. Sorption of Cr(VI) from aqueous solution by Amberlite XAD-7 resin impregnated with Aliquat 336, Reactive Functional Polymer, 60, 223–244. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2004.03.003
  26. Seid S.M., Gonfa G., 2022. Adsorption of Cr(V) from aqueous solution using eggshell-based cobalt oxide- zinc oxide nano-composite. Environmental Challenges, 8, 100574. https://doi.org/10.1016/j.envc.2022.100574
  27. Selimoğlu F., 2023. Cr(VI) Adsorption Performance of Commercial Anion Exchange Resin. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23 (2023) 021102 (306-315). https://doi.org/10.35414/akufemubid.1224249
  28. Sujana M.G., Thakur R.S., Rao S.B., 1998. Removal of Fluoride from Aqueous Solution by Using Alum Sludge, Journal of Colloid Interface Science, 206, 94–101. https://doi.org/10.1006/jcis.1998.5611
  29. Vijayaraj A.S., Mohandass C., Joshi D., Rajput N., 2018. Effective bioremediation and toxicity assessment of tannery wastewaters treated with indigenous bacteria, 3 Biotech, 8(10), 428. https://doi.org/10.1007/s13205-018-1444-3
  30. Weltrowski M., Martel B., Morcellet M., 1996. Chitosan N-benzyl sulfonate derivatives as sorbents for removal of metal ions in an acidic medium, Journal of Applied Polymer Science, 59, 647–654. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(19960124)59:4<647
  31. Xanthopoulou M., Katsoyiannis I.A., 2023. Enhanced Adsorption of Chromate and Arsenate Ions from Contaminated Water with Emphasis on Polyethylenimine Modified Materials: A Review. Separations, 10, 441. https://doi.org/10.3390/separations10080441 https://byjus.com/chemistry/gum-arabic/