Doğal Bigadiç zeoliti (clinoptilolite) kullanılarak sulu çözeltilerden tekstil boyar maddesi maxilon blue GRL’nin giderimi ve optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, tekstil endüstrisinde kullanılan bazik Maxilon Blue GRL boyasının sulu çözeltilerden Bigadiç zeoliti (klinoptilolit) ile giderimi araştırılmıştır. Kil mineralinin karakterizasyonu FTIR, XRD, XRF ve SEM analizleri ile yapılmıştır. Kullanılan kilin zeolit minerallerinden klinoptilolit olduğu belirlenmiştir. Adsorpsiyon çalışmalarında, sıcaklık ve pH değişiminin klinoptilolitin adsorpsiyon kapasitesi üzerine etkisi incelenmiştir. Adsorpsiyon prosesinin uygun olduğu izotermi belirlemek içi Freundlich, Langmuir, BET, Temkin ve D-R izotermleri denenmiş ve en uygun izotermin Langmuir izotermi olduğu görülmüştür. Adsorpsiyon kinetiği çalışmalarında sıcaklık, konsantrasyon, katı/sıvı oranı, karıştırma hızı ve pH etkisi araştırılmıştır. Adsorpsiyon kinetik modellerinden yalancı birinci derece, ikinci derece, yalancı ikinci derece ve intra-partikül modelleri denenmiş, kinetik modelin yalancı ikinci dereceye uyduğu görülmüştür. Adsorpsiyon termodinamik parametreleri ΔG°, ΔH° ve ΔS° hesaplanmış, adsopsiyon prosesinin kendiliğinden gerçekleştiği, endotermik olduğu ve adsorpsiyonun fiziksel olduğu görülmüştür. Adsorpsiyon prosesinin optimizasyonu Yanıt Yüzey Yöntemi (YYY)‟nin Merkezi Kompozit Tasarımı‟na göre yapılmış, konsantrasyon, sıcaklık, katı/sıvı oranı ve pH parametrelerinin adsorpsiyon kapasitesini ve giderim verimini maksimum yaptığı şartlar belirlenmiştir. Optimizasyonda giderim verimi ve adsorbent kapasitesinin hesaplanabileceği denklemler türetilmiş, parametrelerin tekli ve ikili etkileşimlerini gösteren anova analizleri yapılmıştır.

In this study, the removal of the basic maxilon blue GRL dyestuff used in the textile industry with Bigadiç zeolite (clinoptilolite), which is one of the aqueous solutions, was investigated. Characterization of the clay mineral was made by FTIR, XRD, XRF and SEM analysis. It was determined that the clay used was clinoptilolite, one of the zeolite minerals. In adsorption studies, the effect of temperature and pH on the adsorption capacity of clinoptilolite was investigated. Freundlich, Langmuir, BET, Temkin and D-R isotherms were tried to determine the isotherm where the adsorption process is suitable and it was found that the most suitable isotherm was Langmuir isotherm. In adsorption kinetics studies, temperature, concentration, solid / liquid ratio, mixing speed and pH effect were investigated. Among the adsorption kinetic models, the pseudo-first degree, second degree, pseudo-second degree, and intra-particle models have been tested and it has been observed that the kinetic model fits the pseudo-second degree. Adsorption thermodynamic parameters ΔG °, ΔH ° and ΔS ° were calculated, it was seen that the adsoption process occurred spontaneously, it was endothermic and the adsorption was physical. Optimization of the adsorption process was made according to the Central Composite Design of the Response Surface Methodology (RSM), and the conditions that the concentration, temperature, solid / liquid ratio and pH parameters maximize adsorption capacity and removal efficiency were determined. In optimization, the equations from which the efficiency of the removal and the adsorbent capacity can be calculated have been derived, and anova analyzes showing the single and binary interactions of the parameters have been made.