Dergiler / Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2021 / Cilt: 27 - Sayı: 3

Manyetit-hidroksiapatit nanokompoziti ile sulardan Zn(II) iyonlarının gideriminin incelenmesi

Removal of Zn (II) from water by magnetic hydroxyapatite nanocomposite

Sayfa
368–377
Yayın Tarihi
2021-06-09
DOI
—
🏛️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)

Optimum deneysel koşullarda (pH:6.0, 25 mg Zn(II)/L, 30 dk, 6.25 g/L MHAp) maksimum sorpsiyon kapasitesi 555.55 mg/g ve giderim verimi %96 olarak tespit edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, kimyasal olarak sentezlenen hidroksiapatit ve nano manyetit partiküllerinden manyetit-hidroksiapatit (HAp/Fe3O4-MHAp) nanokompozit malzemesi üretilmiş ve sulardan Zn(II) iyonlarının gideriminde adsorbent olarak kullanılmıştır.
📊
Temel Bulgular & Veri:MHAp nanokompozit materyali düşük maliyet, kullanım ve üretim kolaylığı, yüksek stabilite ve etkili sorpsiyon kapasitesi gibi özelliklere sahip olduğu için seçilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Optimum deneysel koşullarda (pH:6.0, 25 mg Zn(II)/L, 30 dk, 6.25 g/L MHAp) maksimum sorpsiyon kapasitesi 555.55 mg/g ve giderim verimi %96 olarak tespit edilmiştir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Adsorpsiyon · Atıksu · Çinko

Özet

Bu çalışmada, kimyasal olarak sentezlenen hidroksiapatit ve nano manyetit partiküllerinden manyetit-hidroksiapatit (HAp/Fe3O4-MHAp) nanokompozit malzemesi üretilmiş ve sulardan Zn(II) iyonlarının gideriminde adsorbent olarak kullanılmıştır. MHAp nanokompozit materyali düşük maliyet, kullanım ve üretim kolaylığı, yüksek stabilite ve etkili sorpsiyon kapasitesi gibi özelliklere sahip olduğu için seçilmiştir. Kesikli adsorpsiyon prosesine etki eden parametreler örneğin pH, başlangıç Zn(II) konsantrasyonu, adsorbent konsantrasyonu ve reaksiyon süresi için optimum değerlerin belirlenmesine yönelik deneyler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen kompozit malzemenin özelliklerini belirlemek amacıyla Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM), Enerji yayılımlı X-Işını Analizi (EDX) kullanılmıştır. Adsorpsiyonun izoterm tipini belirlemek için Langmuir, Freundlich, Tempkin ve Dubinin-Radushkevich (D-R) izoterm modelleri denenmiş ve reaksiyonun zamanla değişimini tespit etmek amacıyla kinetic çalışmaları yürütülmüştür. Elde edilen sonuçlar, HAp/Fe3O4 kompozitinin sulardan Zn(II) iyonlarının gideriminde başarılı bir adsorbent olduğunu ve reaksiyon kinetiğinin Yalancı İkinci Dereceden Kinetik Modele uyduğunu göstermiştir. Optimum deneysel koşullarda (pH:6.0, 25 mg Zn(II)/L, 30 dk, 6.25 g/L MHAp) maksimum sorpsiyon kapasitesi 555.55 mg/g ve giderim verimi %96 olarak tespit edilmiştir.

Abstract

In this study, the capability of chemically synthesized hydroxyapatite-magnetite (HAp/Fe3O4-MHAp) nanocomposite for the sorption of Zn(II) ions was investigated. Magnetite-hydroxyapatite nanocomposite (MHAp) has been chosen as an adsorbent because of its excellent properties such as stability, low cost and effective sorption power. Adsorption process were tried to find the optimum conditions of the parameters for Zn(II) removal such as pH, concentrations of initial Zn(II) and adsorbent and reaction time. Nanocomposite properties were also characterized by using Fouirer Transform Infrared Spektrofotometre (FTIR), Scanning Electron Microscope (SEM) and Energy-dispersive X-ray Spectroscopy (EDX) techniques. Our results showed that the adsorption kinetic of Zn(II) using HAp/Fe3O4 composite fitted to the pseudo-second-order kinetic model. Calculations were carried out to determine which isotherm model the adsorption fits by using Langmuir, Freundlich, Tempkin, and Dubinin-Radushkevich (D-R) equations. Adsorption potential of MHAp nanocomposite was obtained 555.55 mg/g, and best removal value of 96% were determined at pH of 6.0, optimum adsorbent concentration of 6.25 g/L, in 25 mg/L Zn(II) concentration and optimum mixing time of 30 min. This study showed that the MHAp can be considered an effective adsorbent on the Zn(II) removal from wastewater.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

UYSAL, Y., CANBAKIŞ, A. (2021). Manyetit-hidroksiapatit nanokompoziti ile sulardan Zn(II) iyonlarının gideriminin incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 27 - Sayı: 3, 368–377. https://ajindex.com/articles/205721

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. Fan HJ, Shu HY, Yang HS, Chen WC. “Characteristics of Landfill Leachates in Central”. Taiwan. Science of the Total Environment, 361 (1-3), 25-37, 2006
  2. Bhattacharya AK, Mandal SN, Das SK. “Adsorption of Zn(II) from aqueous solution by using different adsorbents”. Chemical Enginering Journal, 123(1-2), 43-51, 2006
  3. Rashed MN. Adsorption Technique for the Removal of Organic Pollutants From Water and Wastewater. Editor: Mohamed Rageeb Nashed. Organic Pollutants-Monitoring, Risk and Treatment. 167-194, Intech Open, 2013
  4. Gupta VK. “Application of low-cost adsorbents for dye removal- a review”. Journal of Environmental Management, 90(8), 2313-2342, 2009
  5. Crini G. “Non-conventional low-cost adsorbents for dye removal: a review”. Bioresource Technology, 97(9), 1061-1085, 2006
  6. Gong JL, Wang B, Zeng GM, Yang CP, Niu CG, Niu QY, Zhou WJ, Liang Y. “Removal of cationic dyes from aqueous solution using magnetic multi-wall carbon nanotube nanocomposite as adsorbent”. Journal of Hazard Mater, 164(2-3), 1517-1522, 2009
  7. Liu G, Gao J, Ai H, Chen X. “Applications and potential toxicity of magnetic iron oxide nanoparticles”. Small, 9(9-10), 1533-1545, 2013
  8. Bao S, Tang L, Li K, Ning P, Peng J, Guo H, Zhu T, Liu Y “Highly selective removal of Zn(II) ion from hot-dip galvanizing pickling waste with amino-functionalized Fe3O4@SiO2 magnetic nano-adsorbent”. Journal of Colloid and Interface Science, 462, 235-242, 2016
  9. Karami H. “Heavy metal removal from water by magnetite nanorods”. Chemical Engineering Journal, 219, 209-216, 2013
  10. Nagpal M, Kakkar R. “Use of metal oxides for the adsorptive removal of toxic organic pollutants”. Separation and Purification Technology, 211, 522-539, 2019
  11. Su C. “Environmental implications and applications of engineered nanoscale magnetite and its hybrid nanocomposites: A review of recent literature”. Journal of Hazardous Materials, 322(Part A), 48-84, 2017
  12. Zhou Y, Fu S, Zhang L, Zhan H, Levit MV. “Use of carboxylated cellulose nanofibrils-filled magnetic chitosan hydrogel beads as adsorbents for Pb (II)”. Carbohydrate Polymers, 101, 75-82, 2014
  13. Lu AH, Salabas EL, Schüth F. “Magnetic nanoparticles: synthesis, protection, functionalization, and application”. Angewandte Chemie International Edition, 46, 1222-1244, 2007
  14. Mondal S, Manivasagan P, Bharathiraja S, Moorthy MS, Kim HH, Seo H, Lee KD, Oh J. “Magnetic hydroxyapatite: a promising multifunctional platform for nanomedicine applicat