Sanayinin gelişmesi ile madencilik, metalurji ve imalattan yayılan ağır metaller son yıllarda önemli ölçüde artmıştır. Ağır metaller toksisiteleri ile bilinir ve biyolojik olarak parçalanamazlar. Bu nedenle ağır metal içeren atıksuların temizlenmesi zordur. Ağır metallerin uzaklaştırılması için farklı yöntemler kullanılmaktadır. Arıtma yöntemlerinden biri olan adsorpsiyon ucuz, uygulanması kolay, enerji ihtiyacı düşük ve etkin bir alternatiftir. Bu amaçla çeşitli adsorbentlerin ağır metal arıtımında uygulaması yapılmıştır. Alginat, kahverengi alglerden elde edilen doğal bir polisakkarit olup sorbent olarak kullanılmaktadır. Son zamanlarda geniş yüzey alanı, önemli kimyasal reaktivite gibi özelliklere sahip nanomalzemeler de kullanılmaya başlamıştır.
Çalışma kapsamında alginat-nano kompozit boncuklar Ca2+ kullanılarak oluşturulmuştur. Öncelikle adsorbent karakterizasyonu (SEM, EDS, BET ve boyut dağılımı) gerçekleştirilmiştir. Sonra karışık ağır metallerin (Pb2+, Cu2+, Cd2+) giderim kinetiği pH 5.5’te 48 saat boyunca gözlenmiştir. Zamana bağlı numuneler ICP–OES ile analiz edilmiş ve verilerin kinetik modellere uyumu değerlendirilmiştir. Ek olarak adsorbentin asitle geri yıkama deneyleri gerçekleştirilmiştir.
Sonuçlara göre adsorbentin Pb2+ alım kapasitesi (50,3 mg/g) diğer metallere göre yüksektir. Bunu sırasıyla Cu2+ ve Cd2+ takip etmektedir. Adsorpsiyonun ilk 8 saatinde hızının fazla olduğu ancak tamamen dengeye gelmesinin 24 saat aldığı belirlenmiştir. Veriler pseudo ikinci mertebe modele göreceli daha uyumlu (R2=0.973-0.993) bulunmuştur. Ayrıca kirli boncuklar asidik ortamda kolaylıkla desorpsiyona uğramakta ve tekrarlanan adsorpsiyon verimindeki düşme %5’ten az olmaktadır.
Anahtar Kelimeler: Adsorpsiyon, alginat, bakır, kadmiyum, kurşun, nano çinko oksit
|
