Tarımsal atık ile adsorpsiyonda optimum koşulların belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı; tarımsal atıkların tanecik boyutu belli ölçüde küçültülerek adsorban olarak kullanılmasıdır. Tarımsal atıkların adsorpsiyon özellikleri yüksek yüzey alanı, mikro gözenekliliği ve yüzey fonksiyonel gruplarından kaynaklanmaktadır. Elde edilen tarımsal atıkların yapı ve yüzey özellikleri FTIR, XRD, SEM ve Boehm titrasyonu ile incelenmiştir. Hazırlanmış olan yer fıstığı kabuğu(FK) ve badem kabuğu(BK) tarımsal atıkları ile metilen mavisi adsorpsiyonu sıcaklık, zaman ve derişime bağlı olarak incelenmiştir. FK adsorbanı iki bilinmeyenlilerden langmuir izotermine uyum sağlarken üç bilinmeyenlilerden Redlich-Peterson denklemine uygun değerler göstermiştir. BK adsorbanı ise iki bilinmeyenli izotermlerden Langmuir ve Temkin izotermine uygun değerler gösterirken üç bilinmeyenli izotermlerden Redlich-Peterson ve Radke-Prausnitz izotermine uyum göstermektedir. İzoterm denklemlerindeki verilerden yaralanılarak hata analizleri yapılmıştır. Bu hata fonksiyonları R2 korelasyon katsayısı dışında, MPSD, ARE, X2 ve SRE hata fonksiyonlarıdır. Adsorpsiyon kinetik deneyleri için 25, 40 ve 50 ºC sıcaklıklarda adsorpsiyon çalışmaları yapılmıştır. Kinetik verilerin yalancı-birinci mertebe, yalancı-ikinci mertebe, partikül içi difüzyon ve Elovich modellerine uygulanması ile adsorpsiyon hız sabiti ve aktivasyon enerjisi tespit edilmiştir. Sonuçlar FK ve BK örneklerinin metilen mavisi ile adsorpsiyonunun yalancı ikinci mertebeden reaksiyona göre ilerlediğini göstermektedir. Adsorpsiyon çalışmalarında sıcaklığa bağlı olarak adsorpsiyon termodinamiği incelenmiştir. Termodinamik veriler bütün adsorpsiyon işlemlerinin kendiliğinden yürüdüğünü göstermektedir.

The purpose of this study; agricultural waste which is reduced the particle size some degree to use as an adsorbent. Adsorption properties of Agricultural wastes are due to wide surface area, surface functional groups and microporosity. The structure and surface properties of agricultural waste were examined by FTIR, XRD, SEM, and Boehm titration. The adsorption performances of the agricultural waste (FK and BK) were investigated by using methylene blue. The effects of contact time, temperature, and the amount of methylene blue were also investigated. The adsorption data of FK isotherm is better with Langmuir and Redlich-Peterson models than other models. The adsorption data of BK isotherm better with Langmuir and Temkin models than others. The error analysis of adsorption models have been done by using of R2, MPSD, ARE, X2 and SRE. Kinetic experiments have been applied at temperatures of 25, 40 and 50 oC. Constant of adsorption rate, and activation energy have been determined by pseudo first, pseudo second order equations. Results show that the adsorption of methylene blue from aqueous solution onto FK and BK proceeds according to the pseudo second order reaction. Thermodynamics of the adsorption systems have been determined as a function of temperatures of systems. The results indicate that the methylene blue adsorption processes are spontaneously.