LİNYİT KÖMÜRLERİNDEN ELDE EDİLEN AKTİF KÖMÜR İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN Cr(VI) UZAKLAŞTIRILMASI

Benzer belgeler
KÖMÜRDEN ELDE EDİLEN ADSORBENT İLE BOYARMADDE UZAKLAŞTIRILMASI REMOVAL OF DYESTUFF BY THE ADSORBENT PRODUCED FROM COAL

ARAŞTIRMA MAKALESİ / RESEARCH ARTICLE

İYON DEĞİŞİMİ AMAÇ : TEORİK BİLGİLER :

TOA51 ASİTLE AKTİVE EDİLMİŞ KİLİN BOYARMADDE GİDERİM MEKANİZMASININ ARAŞTIRILMASI

BOYAR MADDELERDE AKTİF KARBONUN ADSORPLANMA ÖZELLİĞİNE HİDROJEN PEROKSİTİN ETKİSİ

İÇİNDEKİLER. 1 Projenin Amacı Giriş Yöntem Sonuçlar ve Tartışma Kaynakça... 7

AKTİFLEŞTİRİLMİŞ BENTONİT KULLANARAK SULU ÇÖZELTİLERDEN BOYAR MADDE UZAKLAŞTIRILMASI

Onuncu Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 3-6 Eylül 2012, Koç Üniversitesi, İstanbul

MANYEZİT CEVHERİNİN LAKTİK ASİT ÇÖZELTİLERİNDEKİ ÇÖZÜNÜRLÜK KİNETİĞİ

SULU ÇÖZELTİLERDEN AĞAÇLI KÖMÜRLERİNDEN ÜRETİLEN ADSORBENT ÜZERİNE KOBALT ADSORPSİYONU

SANAYİNİN KÂRLILIK ORANLARI ÖNEMLİ ÖLÇÜDE AZALDI

KATEGORİSEL VERİ ANALİZİ (χ 2 testi)

-Bursa nın ciroları itibariyle büyük firmalarını belirlemek amacıyla düzenlenen bu çalışma onuncu kez gerçekleştirilmiştir.

Kursların Genel Görünümü

AYNI ÇALIŞMA ŞARTLARINDA ÜÇ FARKLI SOĞUTMA SİSTEMİNİN KARŞILAŞTIRMALI PERFORMANS ANALİZİ

Altın sandığım bileziğim neden karardı?

Amaç Günümüzde birçok alanda kullanılmakta olan belirtisiz (Fuzzy) kümelerin ve belirtisiz istatistiğin matematik kaygısı ve tutumun belirlenmesinde k

SINAV ŞARTNAMESİ ( TURİZM SEKTÖRÜ )

Mardin Piyasasında Tüketime Sunulan Bulgurların Bazı Fiziksel Özelliklerinin Türk Standartlarına Uygunluklarının İstatistikî Kontrolü

Görsel Tasarım İlkelerinin BÖTE Bölümü Öğrencileri Tarafından Değerlendirilmesi

Prof. Dr. Bülent KESKİNLER Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

Faaliyet Alanları. 22 Aralık Yıldız Teknik Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

KAPLAMA TEKNİKLERİ DERS NOTLARI

SORULAR VE ÇÖZÜMLER Adı- Soyadı : Fakülte No :

ARAŞTIRMA MAKALESİ /RESEARCH ARTICLE

BİLGİSAYAR PROGRAMLARI YARDIMIYLA ŞEV DURAYLILIK ANALİZLERİ * Software Aided Slope Stability Analysis*

URANYUMUN AĞAÇLI KÖMÜRLERİNDEN ELDE EDİLEN ADSORBENTLER ÜZERİNE ADSORPSİYONU ADSORPTION OF URANIUM ON THE ADSORBENTS PRODUCED FROM AĞAÇLI LIGNITE COAL

ŞEKER PANCARI KÜSPESİNDEN AKTİF KARBON ELDE EDİLMESİ VE ATIKSULARDAN Cr(VI) GİDERİLMESİNDE KULLANILMASI

Sait GEZGİN, Nesim DURSUN, Fatma GÖKMEN YILMAZ

PROJE ADI DOĞAL ÇEVRECĠ SEBZE-MEYVE KURUTMA SĠSTEMĠ. PROJE EKĠBĠ Süleyman SÖNMEZ Ercan AKÇAY Serkan DOĞAN. PROJE DANIġMANLARI

BĐSĐKLET FREN SĐSTEMĐNDE KABLO BAĞLANTI AÇISININ MEKANĐK VERĐME ETKĐSĐNĐN ĐNCELENMESĐ

MADDE VE ÖZELLİKLERİ. Katı-Sıvı-Gaz-Plazma / Özkütle /Dayanıklılık/Adezyon Kuvveti / Kohezyon / Kılcallık /Yüzey Gerilimi. Sorular

SAĞLIKTA DÖNÜŞÜM; AKILCI İLAÇ KULLANIMI

Fındık Çotanağı İle Bazik Mavi 41 Boyarmaddesinin Sulu Çözeltisinden Adsorpsiyonu

1.0. OTOMATİK KONTROL VANALARI UYGULAMALARI

TEBLİĞ. Çin Halk Cumhuriyeti Menşeli Malların İthalatında Korunma Önlemlerine İlişkin Tebliğ (Tebliğ No: 2006/1)

Araştırma Notu 15/177

Ultrasonik Aktifleştirilmiş Aktif Karbon ile Krom (VI) Adsorpsiyonu. Adsorption of Chromium (VI) on Ultrasonically Activated Active Carbon

TOKSİKOLOJİ BİLİM DALI Toksikoloji Programı

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007 KLERİ DERS NOTLARI

Soma Belediye Başkanlığı. Birleşme Raporu

DENEY NO: 9 ÜÇ EKSENLİ BASMA DAYANIMI DENEYİ (TRIAXIAL COMPRESSIVE STRENGTH TEST)

YILDIZ JOURNAL OF ART AND DESIGN Volume: 2, Issue: 1, 2015, pp 19-25

Oksijen, flor ve neon elementlerinin kullanıldığı alanları araştırınız.

Acid Blue 324 Boyarmaddesinin Levrek Balığı Puluna Adsorpsiyonu 1. Abdullah Küntaş a,*, 2. Ercan Tuncay b, 3.Deniz Uzunoğlu c, 4.

SEYAHAT PERFORMANSI MENZİL

Derece Alan Üniversite Yıl

SICAKLIK VE ENTALP KONTROLLÜ SERBEST SO UTMA UYGULAMALARININ KAR ILA TIRILMASI

MİKRO, KÜÇÜK VE ORTA ÖLÇEKLİ METAL İŞLERİ TESİSLERİNDE ENDÜSTRİYEL ATIKLARIN ARAŞTIRILMASI

STYROPOR ĐÇEREN ÇĐMENTO VE ALÇI BAĞLAYICILI MALZEMELERĐN ISIL VE MEKANĐK ÖZELLĐKLERĐ*

DERS 1. ki De i kenli Do rusal Denklem Sistemleri ve Matrisler

Nikel(II) Ġyonlarının Sulu Çözeltiden Granül Aktif Karbon Üzerine Adsorpsiyonu

Farklı bölgelerde yetişen zeytinlerin çekirdeklerinden aktif karbon eldesi ve elde edilen aktif karbonun metilen mavisiyle adsorpsiyonunun incelenmesi

Türk Musikisinde Makamların 53 Ton Eşit Tamperamana Göre Tanımlanması Yönünde Bir Adım

MALZEME BİLGİSİ. Atomlar Arası Bağlar

Uzaktan Algılama Teknolojileri

T.C BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ. DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK ve MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ SOĞUTMA DENEYİ FÖYÜ

TOPOĞRAFYA Takeometri

uzman yaklaşımı Branş Analizi öğretim teknolojileri ve materyal tasarımı Dr. Levent VEZNEDAROĞLU

JET MOTORLARININ YARI-DĐNAMĐK BENZETĐŞĐMĐ ve UÇUŞ ŞARTLARINA UYGULANMASI

Topluma Hizmet Uygulamaları ve Altındağ Belediyesi İş Birliği Örneği

Yakıt Özelliklerinin Doğrulanması. Teknik Rapor. No.: 942/

Kimyasal Bağ. Atomları birarada tutan kuvvetlere kimyasal bağ denir

ELEKTRONİK DEVRELERİ LABORATUVARI 1. DENEY

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ (YAŞLANDIRMA) DENEYİ

:30 Adı-Soyadı:... No:... NOT:...

Dr. Erdener ILDIZ Yönetim Kurulu Başkanı ILDIZ DONATIM SAN. ve TİC. A.Ş.

İDARİ VE MALİ İŞLER DAİRE BAŞKANI 25 TEMMUZ 2015 KİK GENEL TEBLİĞİ VE HİZMET ALIMLARI UYGULAMA YÖNETMELİĞİNDE YAPILAN DEĞİŞİKLİKLER DURSUN AKTAĞ

Üzüm Posası (Cibre) ile Sulu Çözeltilerden Ni(II) ve Zn(II) Giderimi

Döküm. Prof. Dr. Akgün ALSARAN

TEZSİZ YÜKSEK LİSANS PROJE ONAY FORMU

Sinterleme. İstenilen mikroyapı özelliklerine sahip ürün eldesi için yaş ürünler fırında bir ısıl işleme tabi tutulurlar bu prosese sinterleme denir.

Emeklilik Taahhütlerinin Aktüeryal Değerlemesi BP Petrolleri A.Ş.

BOR KATKILI HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

AKTİFLEŞTİRİLMİŞ DOĞAL ZEOLİT İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN METİLEN MAVİSİNİN ADSORPLANMASI

İST60 TELESKOBU PERFORMANS DEĞERLENDİRMESİ ve İLK GÖZLEMLER

BEBEK VE ÇOCUK ÖLÜMLÜLÜĞÜ 9

ÇİNKO EKSTRAKSİYON ARTIĞINDAN ARDIŞIK OLARAK UYGULANAN SÜLFÜRİK ASİT KAVURMASI-SU LİÇİ VE NaCl LİÇİ YÖNTEMLERİYLE ÇİNKO VE KURŞUNUN GERİ KAZANILMASI

Tablo 5 Hukuk Temel Alanı

ĐHRACAT AÇISINDAN ĐLK 250 Prof. Dr. Metin Taş

DEZENFEKSİYON TEKNİK TEBLİĞİ

T.C. SAĞLIK BAKANLIĞI ANTALYA SAĞLIK MÜDÜRLÜĞÜ SAĞLIK YATIRIMLARI

Davranışçı Yaklaşımda Öğrenme Kuramları

TOZ METALURJİSİ İLE ÜRETİLMİŞ DEMİR ESASLI PARÇALARIN AKIMSIZ NİKEL KAPLANMASINDA ASİDİK VE BAZİK ÇÖZELTİLERİN KAPLAMA MİKTARINA ETKİSİ

DOSAB ARITMA ÇAMURU YÖNETİMİ

Çok Katlı Yapılarda Perdeye Saplanan Kirişler

ÖZGEÇMİŞ. 1. Adı Soyadı :Neşe Öztürk. 2. Doğum Tarihi : Unvanı :Prof.Dr.

KYM454 KĠMYA MÜHENDSĠLĠĞĠ LAB-111 ATOMĠZER DENEYĠ

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

Üçüncü Tek Saatlik Sınav 5.111

OPERATÖRLER BÖLÜM Giriş Aritmetik Operatörler

Şekil İki girişli kod çözücünün blok şeması. Tablo İki girişli kod çözücünün doğruluk tablosu. Şekil İki girişli kod çözücü devre

HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ PUREZONE CİHAZI TEST RAPORU


AFET YÖNETİMİ. Harita 13 - Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası. Kaynak: AFAD, Deprem Dairesi Başkanlığı. AFYONKARAHİSAR 2015

İngilizce Öğretmenlerinin Bilgisayar Beceri, Kullanım ve Pedagojik İçerik Bilgi Özdeğerlendirmeleri: e-inset NET. Betül Arap 1 Fidel Çakmak 2

Doç.Dr.Mehmet Emin Altundemir 1 Sakarya Akademik Dan man

VAKIF MENKUL KIYMET YATIRIM ORTAKLIĞI A.Ş. (ESKİ UNVANI İLE VAKIF B TİPİ MENKUL KIYMETLER YATIRIM ORTAKLIĞI A.Ş. )

MOBİLYA ENDÜSTRİSİ ATIĞININ ALTERNATİF ADSORBAN OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ


Transkript:

PAMUKKALE ÜNİ VERSİ TESİ MÜHENDİ SLİ K FAKÜLTESİ PAMUKKALE UNIVERSITY ENGINEERING COLLEGE MÜHENDİ SLİ K Bİ L İ MLERİ DERGİ S İ JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCES YIL CİLT SAYI SAYFA : 2001 : 7 : 3 : 401407 LİNYİT KÖMÜRLERİNDEN ELDE EDİLEN AKTİF KÖMÜR İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN Cr(VI) UZAKLAŞTIRILMASI Mehmet MAHRAMANLIOĞLU, İrfan KIZILCIKLI, Özge ÖZGEN İstanbul Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Bölümü, Avcılar4850İstanbul Geliş Tarihi : 26.02.2001 ÖZET Ağaçlı Linyit kömürlerinden elde edilen aktif kömür, sulu çözeltilerden Cr(VI) uzaklaştırmak için kullanılmıştır. Cr(VI) adsorpsiyonu başlangıç konsantrasyonu, zaman, ph, adsorbent konsantrasyonu ve sıcaklığın fonksiyonu olarak çalışılmıştır. Adsorpsiyon verileri Langmuir ve Freundlich izotermlerine uydurulmuştur. Adsorpsiyon hız sabitini hesaplamak için Lagergren eşitliği kullanıldı. Adsorbe edilen Cr(VI) miktarı ph değerinin azalması ile artmış, sıcaklığın artması ile azalmıştır. Anahtar Kelimeler : Cr(VI), Cr(III), Aktif kömür, Adsorpsiyon, Adsorpsiyon hız sabiti REMOVAL OF Cr(VI) FROM AQUEOUS SOLUTION BY ACTIVATED COAL FROM LIGNITE COAL ABSTRACT Activated coal produced from Ağaçlı Lignite coal was used to remove Cr(VI) from aqueous solutions. The adsorption of Cr(VI) was studied as a function of initial concentration, time, ph, adsorbent concentration and temperature. The adsorption data were found to fit to Langmuir and Freundlich isotherms. Lagergren equation was used to calculate the adsorption rate. The amount of Cr(VI) adsorbed was increased with decreasing ph and decreased with increasing temperature. Key Words : Cr(VI), Cr(III), Activated coal, Adsorption, Adsorption rate constant 1. GİRİŞ Çok kullanılan bir kimyasal olan krom; elektrokaplama, dericilik, metal ve maden sanayi atık sularında bulunmaktadır. Krom sulu sistemlerde Cr(VI) ve Cr(III) formlarında bulunmakta ve herbiri değişik kimyasal, biyolojik ve çevresel özellik göstermektedir. Cr(III) canlı organizmalar için gerekli bir iz elementtir ve memelilerde glukoz ve yağ metabolizmasının kontrolundan sorumludur (Kotas and Stasicka, 2000). Cr(VI) ise biyolojik sistemler üzerinde toksik etkiye sahiptir. Cr(VI) içeren maddelerin solunumu ve vücuda alınması astım, bronşit ve ciğer hastalıklarına neden olmaktadır. Bu tip maddelerle deri teması ise deri hastalıklarına neden olmaktadır (Gad, 1989). Cr(VI) iyonunun toksik etkisi hücrenin içinde Cr(VI) formunun Cr(III) formuna dönüşürken redüksiyon sırasında serbest radikal oluşturması olduğu kadar, bu formun kendisinin oksidasyon ajanı olmasından da ileri gelmektedir. Yalnız toksisite değil mobilite de kromun kimyasal formuna bağlıdır. Cr(VI) türleri Cr(III) ile 401

karşılaştırıldığında daha fazla çözünebilir ve mobildir (Kotas and Stasicka, 2000). Sulardaki hakim Cr(III) türleri ph değerine bağlıdır ve aşağıdaki reaksiyonlara göre değişir (Huang et al., 1975; Zachara et al., 1987; Gad, 1989; Ajmal et al., 1996; Selomulya et al., 1999; Kotas and Stasicka, 2000). Cr 3+ + H 2 O Cr( OH ) 2+ + H + (1) Cr 3+ + 2H 2 O Cr( OH ) 2 + + 2H + (2) Cr 3+ + 4H 2 O Cr( OH ) 4 + 4H + (3) Cr 3+ + 3H 2 O Cr( OH ) 3(s) + 3H + (4) Cr( OH ) + 2 türü ph 6 ve 8 arası, Cr( OH ) 2+ ve Cr 3+ türleri asidik ortamda, Cr( OH ) 4 ve Cr( OH ) 3(s) türleri ise alkali ortamda hakimdir. Cr(VI) suda çok kolay hidroliz olur. Toplam krom konsantrasyonu 500 mg.dm altındaki hakim Cr(VI) türleri HCrO 4 2 ve CrO 4 türleridir. İki tür arasındaki denge reaksiyonu, HCrO 4 = H + + CrO 4 2 (5) düşük ph değerinde HCrO 4 türü hakim iken yüksek ph değerinde ise CrO 4 2 türü hakimdir. 500 mg.dm konsantrasyonu üzerinde ise Cr 2 O 7 2 iyonları hakim olmaya başlamaktadır. Cr(VI) iyonunun sulardan uzaklaştırılması için çeşitli metodlar kullanılmaktadır. Bunlar arasında redüksiyon ve çöktürme proseslerine dayanan çeşitli kimyasal yöntemler ve iyon değişimi vardır. Fakat önemli miktarda sermaye gerektirmesi ve yüksek çalışma maliyetleri sözkonusu metodların cazibesini azaltmaktadır. Bu nedenle adsorpsiyon ile Cr(VI) uzaklaştırmak uygun bir yöntem olarak görülmektedir. Çeşitli araştırmacılar birçok madde üzerinde Cr(VI) ve diğer kirleticilerin tutulması üzerine çalışmalar yapmıştır (Huang et al., 1975; Sengupta and Clifford, 1986; Zachara et al., 1987; Sharma and Forster, 1993; Tan et al., 1993; PerezCandela et al., 1995; Ajmal et al., 1996; Singh et al., 1997; Low et al., 1997; Raji and Anirudhan, 1998; Mahramanlıoğlu et al., 1998; Razvigorova et all., 1998; Mahramanlıoğlu ve ark., 1998a; Selomulya et all., 1999; Namasivayam and Yamuna, 1999; Krishna et al., 2000). Yetmişli yılların sonundan itibaren özellikle kullanılan hammaddenin ucuz olması durumunda sulardan Cr(VI) iyonu uzaklaştırmada aktif kömür kullanılması tavsiye edilmektedir (PerezCandela et al., 1995). Bu çalışmanın amacı, Ağaçlı linyit kömürlerinden aktif kömür elde ederek, elde edilen aktif kömürü adsorbent olarak kullanıp Cr(VI) ü sulu çözeltilerinden uzaklaştırma kapasitesini ölçmektir. 2. MATERYAL VE YÖNTEM 2. 1. Adsorbent Hazırlanması 25 g, 0.1 mm elek altında kalmış kurutulmuş kömür fırının içine yerleştirilmiş ortamdaki havayı uzaklaştırmak için 30 dakika karbonizasyon fırınında oda sıcaklığında N 2 gazı geçirilmiştir. Daha sonra fırın 500 0 C ye kadar ısıtılmış, fırın sıcaklığı 500 0 C de 1 saat sabit sıcaklıkta tutulduktan sonra fırın tekrar oda sıcaklığına kadar N 2 akımı altında soğutulmuştur (karbonizasyon). Elde edilen madde yine aynı fırında CO 2 gazı akımında 825 0 C ye kadar ısıtılmış ve sıcaklık 1 saat boyunca 825 0 C de sabit tutulmuştur (aktivasyon). Daha sonra aktivasyona uğramış olan bu madde CO 2 akımı altında oda sıcaklığına kadar soğutulmuştur. Aktivasyon sonucu elde edilen madde, 1 M HCl çözeltisi ile sonra da sıcak ve soğuk saf su ile yıkanmıştır, 8 saat sonra 105 0 C de etüvde kurutulmuş ve bir desikatöre alınarak oda sıcaklığına kadar soğutulmuştur. Desikatörden alınan soğumuş madde hava geçirmez kaplara konulmuş ve gereğinde kullanılmak üzere saklanmıştır. Elde edilen adsorbanın yüzey alanı 762 m 2.g 1 olarak bulunmuştur. 2. 2. Adsorpsiyon Denemeleri Çalışmada kulanılan çözeltiler bidestile su kullanılarak hazırlanmıştır. Krom kaynağı olarak Na 2 CrO 4 kullanılmıştır (Merck). Çözeltilerin ph ayarları 0.01 M HCl ve 0.01 M NaOH çözeltileri kullanılarak yapılmıştır. Belirli hacimda çeşitli konsantrasyonlarda Cr(VI) çözeltileri 0.5 g adsorbanla karıştırılıp çalkalamalı su banyosunda dengeye gelene kadar sabit sıcaklıkta çalkalanmıştır (2040 0 C). Dengeye gelme süresini bulmak için belirli zaman aralıklarında numune alınarak santrifüj yapılmış ve berrak faz ayrılmıştır. Berrak fazdaki Cr(VI) konsantrasyonu difenilkarbazid ile Cr(VI) formunun verdiği kompleksin 540 nm deki absorbansının spektrofotometrede (Unicam) ölçülmesi ile belirlenmiştir (Namasivayam and Yamuna, 1999). Ayrıca adsorpsiyon esnasında ortamın özelliği nedeniyle oluşan Cr(III) iyonları Cr(VI) iyonlarına dönüştürülerek toplam krom miktarı belirlenmiştir. Toplam krom miktarı ile Cr(VI) miktarı arasındaki Mühendislik Bilimleri Dergisi 2001 7 (3) 401407 402 Journal of Engineering Sciences 2001 7 (3) 401407

farktan ise Cr(III) konsantrasyonu hesaplanmış ve bulunan sonuçlar adsorbe edilen Cr(VI) miktarının hesaplanmasında kullanılmıştır. 3. DENEYSEL ÇALIŞMA VE İRDELEMELER 3. 1. Zaman Ve Başlangıç Konsantrasyonu Etkisi Şekil 1 de ph = 2.5 ve 20 0 C de konsantrasyon ile zaman arasındaki ilişki görülmektedir. Şekilden görüldüğü gibi dengeye gelme süresi her bir konsantrasyon için aynı olup 70 dakikadır. Çalışılan diğer konsantrasyonlar için de ayni ph değerinde ayni süre bulunmuştur. ph değeri arttığında dengeye gelme süresi artmış örneğin ph = 7 de dengeye gelme süresi, 130 dakika bulunmuştur. C (mg.dm ) 50 40 30 20 10 0 60 mg.dm 40 mg.dm 30 mg.dm 10 20 30 40 50 60 70 80 90 zaman (dakika) Şekil 1. Cr(VI) adsorpsiyonu için konsantrasyon zaman ilişkisi 3. 2. Adsorpsiyon Kinetiği Kinetik deneyleri sonucu elde edilen veriler Lagergren hız denklemi kullanılarak incelenmiştir. Bilindiği gibi Lagergren hız denklemi ln (q e q) = lnq k a.t (6) şeklinde ifade edilir. Burada q e ve q (mg.g 1 ) dengeye gelme ve herhangi bir t anında birim miktar adsorbent tarafından uzaklaştırılan miktar, k a (dakika 1 ) ise adsorpsiyon hız sabitidir. ln(q e q) ile t arasında çizilen grafiğin eğiminden Lagergren hız sabiti değerleri 30, 40 ve 60 mg.dm değerleri için 1 sırasıyla 0.066, 0.062 ve 0.048 dakika bulunmuştur (Şekil 2). ln(q q) e 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 1.0 2.0 60 mg.dm 40 mg.dm 30 mg.dm 0 10 20 30 40 50 60 zaman (dakika) Şekil 2. Çeşitli konsantrasyonlar için Lagergren grafikleri 3. 3. Cr (VI) Adsorbsiyonuna ph Değerinin Etkisi Çalışmalar ph = 2.5 ve ph = 8 arasında 6 değişik ph değerinde yapılmıştır. Şekil 3 de 60 mg.dm başlangıç konsantrasyonu ve 20 0 C sıcaklık için çeşitli ph değerlerine karşılık gelen uzaklaştırma miktarları gösterilmektedir. Şekilden ph değerinin uzaklaştırmaya önemli bir etkisi olduğu ve en yüksek uzaklaştırma oranının ph = 2.5 değeri için olduğu görülmektedir. Bu sonuç adsorpsiyon kapasitesine ph değerinin etkisinin olduğunu göstermektedir. Bilindiği gibi ph ortamdaki türleri etkilediği gibi adsorbentin yüzey yükünü de etkilemektedir. ph = 7 değerine kadar HCrO 4 formunun hakim olması ve düşük ph değerinde proton tutunması nedeniyle yüzeyin pozitif olması adsorpsiyonu arttırmaktadır. 1 uzaklaştırılan miktar(mg.g ) 50 40 30 20 10 0 2 3 4 5 6 7 8 ph Şekil 3. Cr(VI) adsorpsiyonuna ph değerinin etkisi Mühendislik Bilimleri Dergisi 2001 7 (3) 401407 403 Journal of Engineering Sciences 2001 7 (3) 401407

3. 4. Adsorbent Konsantrasyonu Etkisi Şekil 4 de Cr(VI) iyonunun 60 mg.dm sabit başlangıç konsantrasyonu, 20 0 C ve ph = 2.5 için adsorbent konsantrasyonunun uzaklaştırılan miktara etkisi görülmektedir. % uzaklaştırma 100 90 80 70 60 50 40 30 0.00 0.10 0.20 0.30 adsorbent konsantrasyonu (mg/80mililitre) Şekil 4. Cr (VI) adsorpsiyonuna adsorbent konsantrasyonu etkisi Şekilden görüldüğü gibi adsorbent konsantrasyonu arttıkca uzaklaştırılan miktar artmakta ve uzaklaştırılan oran 0.025 g / 80 mililitre adsorbent konsantrasyonundan 0.2 g/ 80 mililitre adsorbent konsantrasyonuna çıkılınca % 50.16 dan % 98.1 oranına çıkmakta yani, % 100 lük bir uzaklaştırmaya çok yakın değere ulaşılmaktadır. Bu durumu adsorbent konsantrasyonu arttığında belirli zaman aralığında adsorbe olan maddenin daha fazla adsorbent ile karşılaşma ihtimalinin artması ve adsorpsiyonun adsorbentin belirli yüzeylerinde olması nedeniyle belirli hacimdeki adsorbent konsantrasyonu artınca söz konusu yüzeyin alanının artması ve daha fazla madde tutması ile açıklanabilir. Bu sonuç, adsorbent konsantrasyonunun Cr(VI) iyonu uzaklaştırılmasında çok etkili olduğunu göstermektedir. 3. 5. Adsorpsiyon İzotermleri Elde edilen adsorbentlerin Cr(VI) iyonuna karşı adsorpsiyon kapasitesini ölçmek için deney sonuçları Langmuir ve Freundlich eşitlikleri ile test edilmiştir. Langmuir İzotermi bilindiği gibi lineerleştirilmiş olarak C q 1 C + Q0.b Q 0 = (7) yazılabilir. Burada C denge konsantrasyonunu (mg.dm ), q birim miktar adsorbent tarafından adsorbe edilen miktarı (mg.g 1 ), Q 0 ve b Langmuir izoterm sabitlerini göstermektedir. C/q ile C arasında çizilen grafiğin eğiminden ve kesiminden Q 0 ve b miktarları ph = 2.5, 3.2, 4, 5, 6.7, 8 için sırasıyla 72.99, 68.49, 57.31, 32.5, 10.3 ve 5.1 mg.g 1 ; 0.285, 0.155, 0.104, 0.080, 0.052, 0.020 dm 3.g 1 bulunmuştur. Şekil 5'de çalışılan bütün ph değerlerinde C/q değerleri ile C değerleri arasındaki uyumsuzluk nedeniyle gösterilememiş şekli verilmeyen ph değerlerindeki Langmuir izoterm sabitleri şekilde gösterilen ph değerleri için olduğu gibi en küçük kareler metodu kullanılarak bulunmuştur. Adsorbentin kapasitesi hakkıknda bilgi sahibi olmak için bu çalışmada elde edilen Q 0 değerini diğer çalışmalarla kıyaslamak gerekmektedir. Singh ve arkadaşlarının nafta oksidasyon prosesinin atığı olan madde üzerinde Cr(VI) adsorpsiyonu sonucunda elde edilen Q 0 değeri 30, 40 ve 50 0 C için sırasıyla 24.05, 25.15, 25.64 mg.g 1 bulunmuştur (Singh et all., 1997), Özer and Özer (1998) Cladophora crispata üzerinde yaptığı çalışmada ise ph = 1 için 33.50 mg.g 1,yine Özer ve arkadaşlarının (1997) şeker fabrikası atıklarını işlemden geçirdikten sonra kullandığı adsorbent üzerinde Cr(VI) iyonu uzaklaştırılması ile ilgili Langmuir Q 0 sabiti ph = 3.3 için 20 C de 0.3957 mg.g 1, Sharma and Forster (1993) turba üzerine yaptığı çalışmada ph = 2.5 için 36.4 mg.g 1 bulunmuştur. C/q (g.dm ) 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00 ph=2.5 ph=3.2 ph=4.0 0 10 20 30 40 C (mg.dm ) Şekil 5. Cr(VI) iyonu adsorpsiyonu için Langmuir izotermi Sonuçlardan görüldüğü gibi, en yüksek kapasite, çalışmada kullanılan adsorbent için bulunmuştur. Referanslar kısmında verilen bazı çalışmaların Mühendislik Bilimleri Dergisi 2001 7 (3) 401407 404 Journal of Engineering Sciences 2001 7 (3) 401407

çalışma şartları çok değişik olduğundan, bazılarının ise Langmuir izotermini kullanmamaları nedeniyle kıyaslama yapılamamıştır. 3. 6. Freundlich İzotermi Freundlich izotermi q = kc n şeklinde yazılabilir ve ln q =lnk +nlnc (8) şeklinde lineerleştirilir. Burada x/m birim miktar adsorbent tarafından adsorbe edilen miktarı (mg.g 1 ), C denge konsantrasyonu (mg.dm ), k ve n ise Freundlich sabitlerini göstermektedir. Ln(q) ile ln C arasında çizilen grafiğin eğimi ve kesiminden en küçük kareler metodu kullanılarak k ve n değerleri ph = 2.5, 3.2 ve 4 değerleri için sırasıyla 23.87, 16.61 ve 12.43; 0.325, 0.355 ve 0.361 olarak bulunmuştur (Şekil 6). Bilindiği gibi Freundlich izoterminde k sabiti kapasite hakkında bilgi veren sabitdir. Freundlich izoterm sabiti k, Langmuir izotermi sabiti gibi düşük ph değerinde adsorpsiyon kapasitesinin arttığını göstermektedir. k değeri C Periasamy et al., (1991) aktifleştirilmiş yerfıstığı kabuğundan elde edilen aktif karbon üzerinde yaptığı çalışmada 5.61, Alaerts et al., (1989) hindistan cevizi kabuğundan elde ettikleri aktif karbon üzerine yaptığı çalışmada ise 2.20 Srinivasan et al., (1988) ticari aktif karbon üzerine yaptığı çalışmada ise 13.20; Raji ve arkladaşlarının yaptığı çalışmada ise ph = 3 için 12.16 değeri bulunmuştur. Bu sonuçlardan da görüldüğü gibi çalışmada kullanılan adsorbent için kapasite diğer çalışmalardaki adsorbentlerden daha fazladır. 4.5 Sistemin etkinliğinin test edilmesi için, R L boyutsuz ayırma faktörü R L 1 1+ bc0 = (9) eşitliği kullanılarak bulunmuştur. Burada R L boyutsuz ayırma faktörünü, b Langmuir sabitini, C o ise başlangıç konsantrasyonunu göstermektedir. R L değeri 60 mg.dm başlangıç konsantrasyonu ve ph = 2.5, 3.2, 4, 5, 6.7, ve 8 değerleri için sırasıyla 0.055, 0.097, 0.138, 0.172, 0.243 ve 0.454 bulunmuştur. Bulunan değerler 0< R < 1 eşitsizliğini sağlarken, araştırmada Cr(VI) iyonunu uzaklaştırma etkinliğinin her iki izotermde de olduğu gibi en fazla ph = 2.5 için olduğunu göstermektedir. Cr(VI) iyonunun elde edilen adsorbent üzerine adsorpsiyonunun sıcaklığa bağlılığı 2040 C aralığında 60 mg.dm başlangıç konsantrasyonu için araştırılmış (ph = 2.5) ve H 0 ve S 0 değerleri aşağıdaki eşitlik kullanılarak hesaplanmıştır. In K d = S 0 /R H 0 /RT (10) Burada K d dağılım katsayısını, H ise entalpi değişimini ve S entropi değişimini göstermektedir (Şekil 7). Şekiden K d değerinin sıcaklıkla azaldığını göstermektedir. H 0 ve S 0 değerleri grafiğin eğimi ve kesiminden hesaplanmış ve 38402 Jmol 1 and 114.5 J.mol 1.der 1 olarak bulunmuştur. Negatif H 0 değeri adsorpsiyon prosesinin ekzotermik özellikte olduğunu, negatif S 0 değeri adsorbe edilen taneciğin adsorbent yüzeyinde hareketinin kısıtlandığını göstermektedir. 2.00 4.0 1.50 ln q 3.5 ph=2.5 lnk 1.00 3.0 ph=3.2 ph=4 0.50 2.5 1 0 1 2 3 4 5 6 7 lnc 0.00 3.00 3.20 3.40 3.60 3 sıcaklıkx10 (K1) Şekil 6. Cr(VI) adsorpsiyonu için Freundlich izotermi Şekil 7. Cr(VI) uzaklaştırılması için dağılım katsayısı ve sıcaklık ilişkisi Mühendislik Bilimleri Dergisi 2001 7 (3) 401407 405 Journal of Engineering Sciences 2001 7 (3) 401407

G değeri hesaplanmasında aşağıdaki eşitlik kulanılmıştır. G = H T. S (11) G değerleri 20, 30, 35 ve 40 0 C için sırasıyla 4853,708, 136 ve 2563 J.mol 1 bulunmuştur. Negatif G değerleri prosesin kendiliğinden olduğunu (spontane) ve kendiliğindenliğin sıcaklıkla azaldığını göstermektedir. 4. SONUÇLAR Çalışmada elde edilen bulgulardan aşağıdaki sonuçları çıkarabiliriz: ph = 2.5 ve 20 C de dengeye gelme süresi çalışılan bütün konsantrasyonlar için 70 dakika bulunmuş ve ph ın artması dengeye gelme süresini artırmıştır. Absorpsiyon hız denklemi Lagergren birinci mertebeden hız denklemine uymaktadır. Langmuir, Freudlich adsorpsiyon izoterminin sabitlerinden adsorpsiyonun en etkin olduğu ph nın 2,5 olduğu görülmüştür. Bu sonuç aynı zamanda boyutsuz ayırma faktörü değerleriyle doğrulanmıştır. Adsorpsiyon prosesi ekzotermik ve entropi değişimi negatiftir. Serbest enerji değişimi değerleri ise prosesin istemli olduğunu ve bu istemliliğin sıcaklık ile azaldığını göstermektedir. Elde edilen değerlerden çalışmada kullanılan adsorbentin literatürde Cr(VI) uzaklaştırmak için kullanılan adsorbentlerden kapasite olarak daha uygun olduğu görülmüştür. 5. KAYNAKLAR Ajmal, M., Ali Khan, R, and Siddiqui, B. 1996. Studies On Removal and Recovery of Cr(VI) From Electroplating Waste. Wat. Res, Vol. 30, pp.1478 1482. Alaerts, G. J., Jittaturant, V., and Kelderman, P. 1989. Use of Coconut Shell Based Activated Carbon for Chromium (VI) Removal. Water Sci. Technol, 21, 17011704. Gad, C. S. 1989. Acute and Chronic Systemic Chromium Toxicity. Sci. Tot. Environ. 86, pp. 149157. Huang, ChinPao., and Wu, MinHwang. 1975. Chromium Removal By Carbon Adsorption. Journal WPCF, 47 (10), 24372446. Low, K. S., Lee, C. King, A. Y. 1997. Chromium(VI) Sorption on Quaternized Rice Hull. J. Environ. Sci. Health, Vol. A32(6), pp. 18491860. Kotas, J. and Stasicka, Z. 2000. Chromium Occurence In The Environment and Methods of Its Speciation, Environmental Pollution, 107, pp. 263283. Krıshna, B. S., Murty, D. S. R., Prakash, B. S. Jai, 2000. Thermodynamics of Chromium(VI) Anionic Species Sorption onto SurfactantModified Montmorillonite Clay. Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 229, pp. 230236. Mahramanlıoğlu,.M, Gülensoy, H., Kızılcıklı, İ. 1998. Aktifleştirilmiş Linyit Kömürleri ile Sulu Çözeltilerinden Fenol'ün Adsorbsiyonu. Pamukkale Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Mühendislik Bilimleri Dergisi, 4 (12), 585588. Mahramanlıoğlu, M., Kızılcıklı, İ., Biçer, İ. Ö., Kösen, G., and Tunçay, M. 1998a. The Removal of Phenoxyacetic Acids From Effluents Using Activated Carbons Produced From Used Tires. 9 th International Congress Pesticide Chemistry, Volume Two, Topics 58, August 1998, London.U.K. Namasıvayam, C. and Yamuna, R. T. 1999. Studies on Chromium (III) Removal from Aqueous Solution by Adsorption onto Biogas Residual Slurry and its Application to Tannery Wastewater Treatment Water. Air and Soil Pollution, Vol. 113, pp. 371 384. Özer, D., and Özer, A. 1998. The Adsorption of Nickel (II), Copper (II) and Chromium (VI) Ions On Cladophora Crispata, Chimica Acta Turcica, (26), 271. Özer, A., Tümen, F, and Bildik, M. 1997. Cr(VI) Removal From Aqueous Solutions By Depectinated Sugar Beet Pulp. Chimica Acta Turcica. (25), 113118. PérezCandela, Manuel, MartínMartínez, José M., TorregrosaMaciá, Rosa. 1995. Chromium(VI) Removal With Activated Carbon, Water Research, 29 (9), 21742180. Periasamy, K., Sirinivasan, K., and Murugan, P. R., 1991. Studies on Chromium (VI) Removal By Mühendislik Bilimleri Dergisi 2001 7 (3) 401407 406 Journal of Engineering Sciences 2001 7 (3) 401407

Activated Groundnut Husk Carbon. Ind. J. Environ. Health. 33 (4), 433439. Rajı, C. and Anirudhan, T. S. 1998. Batch Cr(VI) Removal By PolyacrylamideGrafted Sawdust. Kinetics and Thermodynamic. Wat. Res, 32 (12), 3772780. Razvıgorova, M., Budinova, T., Petrov, N. and Mınkova, V. 1998. Purification of Water By Activated Carbons From Apricot Stones, Lignites and Anthracite, Wat. Res. 32 (7), 21352139. Selomulya, C., Meeyoo, V. and Amal, R. 1999. Mechanisms of Cr(VI) Removal from Water By Various Types of Activated Carbons. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, (74), 111122. Sengupta, A. K. and Clifford, D. 1986. Important Process Variables in Chromate Ion Exchange, Environ. Sci. Technol., (20), 149155. Sharma, D. C. and Forster, C. F. 1993. Removal of Hexavalent Chromium Using Sphagnum Moss Pea. Water Research, 27 (7), 12011208. Singh, Vinay K. and Tıwarı, Prem N. 1997. Removal and Recovery of Chromium(VI) From Industrial Waste Wate. J. Chem. Tech. Biotechnol., (69), 37682. Srinivasan, K., Balasubramanian, N. and Ramakrishnan, T. V. 1988. Studies on Chromium Removal By Rise Husk Carbon. Ind. J. Environ. Health. 30 (40), 37687. Tan, W. T., Oui, S. T., Lee, C. K. 1993. Removal of Chromium(VI) From Solution By Coconut Husk and Palm Pressed Fibre. Environmental Technology, (14), 277282. Zachara, John M., Girvin, Donald C., Schmidt, Ronald L., and Resch, C. Thomas. 1987. Chromate Adsorption on Amorphous Iron Oxyhydroxide In The Presence of Major Groundwater Ion. Environ. Sci. Technol, (21), 589594. Mühendislik Bilimleri Dergisi 2001 7 (3) 401407 407 Journal of Engineering Sciences 2001 7 (3) 401407