GO ve GO-EDTA kullanılarak sulu çözeltiden Thioflavin T ve Co (II) iyonlarının uzaklaştırılması; adsorpsiyon parametrelerinin araştırılması

Gökırmak Söğüt E., Çelebi M.

JOURNAL OF THE FACULTY OF ENGINEERING AND ARCHITECTURE OF GAZI UNIVERSITY, cilt.39, sa.1, ss.371-383, 2024 (SCI-Expanded) identifier identifier

Özet

Boyalar ve ağır metaller, artan çevresel kaygıların tipik kirleticileridir. GO ve GO-EDTA yapılarının sulu çözeltiden TFT boya ve Co (II) metal iyonu giderimi için ideal adsorbanlar olduğu belirtildi. pH, zaman, farklı konsantrasyon aralığı ve farklı tuzların etkisi gibi çözelti koşullarının boya ve ağır metal iyonu giderimi üzerindeki etkileri araştırıldı. Farklı tuzların varlığında TFT adsorpsiyonunda değişiklik olmazken, Co (II) iyonunun adsospsiyonunda, katyonların rekabetinin etkisinden dolayı, belirgin düşüş gözlendi. İzoterm modellerinden Langmuir izoterm modelini takip eden adsopsiyon işleminin maksimum adsorplama kapasiteleri (qM) GO ve GO-EDTA üzerine sırasıyla; TFT boyası için 389,3178mg g-1 ve 1009,5300mg g-1, Co (II) iyonu için 736,9153mg g-1ve 1304,3525mg g-1‘dir (pH=7, t=150 min.,298 K).Kinetik veriler yalancı ikinci derece (PSO) modeline oldukça iyi uymaktadır. Partikül içi difüzyon ve Boyd'un modeline göre, adsorpsiyon kinetiği esas olarak sıvı film difüzyonu tarafından kontrol edildiği ve ayrıca partikül içi difüzyondan da etkilendiği belirlendi. Desorpsiyon grafiğinde, oldukça iyi TFT boya desorpsiyonu gözlemlenirken, Co (II) iyonunun desorpsiyonundaki düşüşün nedeni EDTA yapısında bulunan –COONa uçlarında iyon değişimi neticesinde oluşan bağın kuvvetli olmasıyla açıklanabilir. TFT boya molekülünde bulunan benzen halkaları ile GO ve GO-EDTA yapısında bulunan benzen halkalarının π-π etkileşimine girdiği, yapı üzerindeki fonksiyonel gruplarla hidrojen bağı yapması ve karboksilik asit uçlarında iyon değişimi neticesinde elektrostatik etkileşim yapması Co (II) ve TFT’nin adsorpsiyonunda etkili olmuştur. Sonuç olarak, GO ve GO-EDTA nanomalzemeleri sulu çözeltiden organik ve inorganik kirleticilerin arıtımı için geleneksel adsorbanların yerine, gelişmiş adsorbanlar olarak etkin bir şekilde uygulanabileceğini göstermektedir.

Dyes and heavy metals are typical pollutants causing environmental problems. In this study, the efficiency of GO and GO-EDTA used as adsorbents for Thioflavin T (TFT) and Co(II) metal ion removal from aqueous solution under optimum conditions was investigated. GO-EDTA was characterized by DR-UV/VIS, Raman spectra, FTIR and zero charge points (pHpzc) were determined using pH drift method. The maximum adsorption capacities (qM) of the adsorption process according to the Langmuir isotherm model, one of the isotherm models, refer to GO or GO-EDTA; It is 389.3178 mg g-1 and 1009.5300 mg g-1 for TFT dye, 736.9153 mg g-1 and 1304.3525 mg g-1 for Co(II) ion (pH=7, t= 150 min, 298 K). The kinetic data fit the pseudo-second order model quite well. In the desorption graph, TFT dye desorption was observed to be quite efficient, while the reason for the decrease in the desorption of Co(II) ion was considered to be the strong bond formed as a result of ion exchange at the -COONa end in the EDTA structure. It was supposed that ππ interactions with benzene rings in GO and GO-EDTA structure, hydrogen bonding with functional groups on the structure and electrostatic interactions as a result of ion exchange at the carboxylic acid ends were generally effective in the adsorption mechanism. In conclusion, it was shown that GO and GO-EDTA nanomaterials can be effectively used as advanced adsorbents instead of traditional adsorbents for the removal of organic and inorganic pollutants from aqueous solution.