Mikro Ölçekli Sıfır Değerlikli Demir (mZVI) Partikülü ile Sulu Çözeltilerden C.I. Vat Green 1 Boyasının Gideriminin İncelenmesi


Creative Commons License

YILDIZ B.

Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, cilt.10, sa.1, ss.54-67, 2023 (Hakemli Dergi) identifier

Özet

Bu çalışma, sulardan C.I. Vat Green 1 boyar maddesinin adsorpsiyonu için mikro ölçekli sıfır değerlikli demirin (mZVI) uygulanabilirliğini göstermektedir. mZVI partikülleri SEM, EDX, BET yüzey alanı analizi ve pHzpc ile karakterize edilmiştir. Analizlerde kullanılan mZVI partiküllerinin yüzey özelliklerinde meydana gelen değişimler ise SEM ve EDX ile belirlenmiştir. 5.2 m2/g BET yüzey alanı ile yaklaşık 5 m’den küçük olan küresel partiküller, yüksek giderim verimini desteklemiştir. Analiz sonrasında partikül boyut ve şekilleri ile elementel bileşimde meydana gelen değişiklikler yüksek adsorpsiyon verimini doğruladığı gibi 5.73 olan pHzpc değeri de düşük pH’larda yüksek giderim veriminin gözlenmesini sağlamıştır. C.I. Vat Green 1’in giderim verimi ile adsorpsiyon kinetik ve izotermlerini değerlendirebilmek için çözelti pH’sı, demir dozajı, reaksiyon sıcaklığı, kirletici konsantrasyonu gibi parametreler kesikli deney serileri ile incelenmiştir. 3’ten büyük pH değerlerinde, 1 g/L’den büyük mZVI dozajlarında ve kirletici derişiminin arttığı durumlarda giderim verimi azalırken 1 g/L’ye kadar olan dozajlarda ve sıcaklık artışı ile verim artmıştır.Optimum pH, 3 ve optimum mZVI dozajı 1 g/L olarak belirlenmiştir. TOK sonuçları da giderim mekanizmasının adsorpsiyon olduğunu doğrulamıştır. Kinetik verilerin en iyi olarak pseudo ikinci dereceden modele uyduğu bulunmuştur. Adsorpsiyon denge verileri Langmuir modeli ile temsil edilmiş ve maksimum adsorpsiyon kapasitesi 36.50 mg/g olarak bulunmuştur.
This study demonstrates the applicability of microscale zero-valent iron (mZVI) in the removal of C.I. Vat Green 1 dye from water by adsorption. mZVI particles were characterized by SEM, EDX, BET surface area analysis and pHzpc. The changes in the surface properties of the mZVI particles used in the analysis were determined by SEM and EDX. Spherical particles smaller than about 5 μm with a surface area of 5.2 m2/g BET supported the high removal efficiency. Changes in particle size and shape and elemental composition after the analysis confirmed the high adsorption efficiency, and the pHzpc value of 5.73 led to high removal efficiency at low pH. In order to evaluate the removal efficiency, adsorption kinetics and isotherms of C.I. Vat Green 1, parameters such as solution pH, iron dosage, reaction temperature and pollutant concentration were investigated by batch series of experiments. While the removal efficiency decreased at pH values greater than 3, mZVI dosages greater than 1 g/L and increased pollutant concentration, the efficiency increased at dosages up to 1 g/L and with temperature increase. It was determined that the optimum pH was 3 and the optimum mZVI dosage was 1 g/L. The results of TOC analysis also confirmed that the removal mechanism is adsorption. It was found that the kinetic data fit the pseudo second order model best. The adsorption equilibrium data were represented by the Langmuir model and the maximum adsorption capacity was found to be 36.50 mg/g.