Doğal zeolit (klinoptilolit) ile bakır adsorpsiyonu

Abstract

Bu çalışmada bakır (Cu+2) içeren sentetik çözelti ile kesikli olmak üzere deneyler gerçekleştirilmiştir.Adsorbant olarak Manisa'da faaliyet gösteren Esen Dış. Tic. Aş.'den temin edilen klinoptilolit kullanılarak, ucuz ve kolay bulunur bir ülke kaynağını endüstriyel hale getirmek amaçlanmıştır. Kesikli deneysel çalışmada adsorpsiyon prosesini etkileyen çözelti konsantrasyonu, adsorbant dozu, çalkalama süresi, sıcaklık gibi faktörler ayrıntılı olarak incelenmiştir. 298 K (25?C), 308 K (35?C) ve 318 K (45?C) sıcaklıklarda zeolitin bakırı adsorplama kapasitesi sırayla; giriş konsantrasyonu 15 mg Cu +2/l için 1,05 mg/gr, 1,18 mg/gr, 1,25 mg/gr; 25 mg Cu +2/l için 1,42 mg/gr, 1,62 mg/gr, 1,83 mg/gr; 50 mg Cu +2/l için 2,34 mg/gr, 2,63 mg/gr, 2,91 mg/gr; 75 mg Cu +2/l için 3,30 mg/gr, 3,61 mg/gr, 3,93 mg/gr bulunmuştur. Sonuçlara göre, klinoptilolitin maksimum bakırı adsorplama kapasitesi 3,93 mg/l' dir.Bakır için iki parametreli Freundlich, Langmuir ve Temkin adsorpsiyon izotermleri, Yaklaşık-birinci mertebe, Yaklaşık-ikinci-mertebe, Elovich ve Partikül içi difüzyon adsorpsiyon hız kinetikleri, ?G- ?H -?S değerleri ile adsorpsiyon termodinamikleri hesaplanmıştır.İzoterm, kinetik ve termodinamik hesaplar için 298, 308 ve 318 K sıcaklıklarda giriş konsantrasyonu 50 mg Cu+2/l olan numune ile elde edilen değerler kullanılmıştır. Langmuir izotermi için 298, 308, 318 K' de adsorpsiyon enerjisi (kL) değerleri sırasıyla 0,4467 l/gr, 0,3807 l/gr, 0,4048 l/g iken Freudlich izotermi için adsorpsiyon kapasitesi (kF) 1,123 l/gr, 1,282 l/gr, 1,444 l/gr' dır. Korelasyon katsayısı (R2) Langmuir izotermi için 0,853 ile 09484; Freudlich izotermi için 0,93 ile 0,9910; Temkin izotermi için 0,8842 ile 0,9781 değerleri arasındadır. Kinetik hesapları sonucuna göre korelasyon katsayısı (R2); Yaklaşık Birinci Mertebe kinetiği için 0,962118 ile 0,98794; Yaklaşık İkinci Mertebe kinetiği için 0,994566 ile 0,998442; Partikül içi difizyon modeli için 0,980431 ile 0,989218; Elovich denklemi için 0,981404 ile 0,980202 değerleri arasında bulunmuştur. Sonuçlara göre, bakırın adsorpsiyon izoterminin Freundlich izotermine, adsorpsiyon kinetiğinin de Yaklaşık İkinci Mertebe kinetiğine daha fazla uygun olduğu tespit edilmiştir.?G değerleri 298, 308, 318 K sıcaklıkları için sırasıyla -0,28741 kJ/mol, -0,63614 kJ/mol ve -0,9714 kJ/mol iken ?S değeri 0,034214 kJ/mol.K, ?H değeri de 9,906267 kJ/mol olarak hesaplanmıştır.Anahtar Kelimeler: Klinoptilolit, Adsorpsiyon izotemleri, Bakır giderimi, Adsorpsiyon Kinetikleri, Termodinamik Hesaplar