Kitosan-Vişne Çekirdeği Kabuğu Pirolitik Çarı Kompozit Boncuklarının Sentezi ve Karakterizasyonu: Cr(VI) Gideriminde Kullanılması
Bu çalışmada, vişne çekirdeği kabuğu pirolitik çarı (VÇKÇ) elde edilmiş ve bu pirolitik çarın kitosanla karıştırılarak boncukların oluşturulması yoluyla kitosan/pirolitik çar kompozit boncukları (K-VÇKÇ) sentezlenmiştir. Sonrasında VÇKÇ ve K-VÇKÇ boncuklarının sulu çözeltilerden Cr(VI) adsorpsiyonları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Kesikli adsorpsiyon deneyleri sonucunda; Cr(VI) giderimi için optimum adsorban miktarı VÇKÇ için 5 g/L, K-VÇKÇ için ise 1,5 g/L; optimum pH VÇKÇ için 1,56, K-VÇKÇ için 2, optimum temas süresi 120 dk olarak belirlenmiştir. VÇKÇ ve K-VÇKÇ adsorbanları için adsorpsiyona, Langmuir İzoterm modelinin en uygun model olduğu görülmüştür. Bu izotermden, maksimum adsorpsiyon kapasiteleri VÇKÇ için 14,455 mg/g ve K-VÇKÇ için 86,298 mg/g olarak hesaplanmıştır. Termodinamik hesaplamalar, adsorpsiyonun endotermik ve istemli olduğunu göstermiştir. Adsorpsiyon kinetiği üzerine yapılan hesaplamalar sonucunda adsorpsiyonun yalancı ikinci mertebeden kinetik model ile uyumlu olduğu görülmüştür. Sentezlenen adsorbanların karakterizasyonu SEM/EDX, BET, FTIR ve elementel analiz ile gerçekleştirilmiştir. SEM/EDX ve FTIR analizleri ile Cr(VI)’nın adsorplandığı kanıtlanmıştır. Bu çalışma, VÇKÇ ve K-VÇKÇ’nin sulu çözeltilerden Cr(VI) gideriminde düşük maliyetli ve etkili bir adsorban olabileceğini göstermiştir.
Syntesis and Characterization of Chitosan-Cherry Kernel Shell Pyrolytic Charcoal Composite Beads: Using at the Cr(VI) Removal
In this study, cherry kernel shell pyrolytic charcoal (CKSC) was obtained and chitosan/pyrolitic charcoal (C-CKSC) composite beads were synthesized by mixing this pyrolytic charcoal with chitosan and forming beads. Then, Cr(VI) adsorption of CKSC and C-CKSC beads from aqueous solutions has been studied comparatively. As a result of batch adsorption experiments; the optimum adsorbent amounts for Cr(VI) adsorption are 5 g/L for CKSC and 1.5 g/L for C-CKSC; optimum pHs are 1.56 and 2 for CKSC and C-CKSC respectively; optimum contact time is 120 minutes. The adsorption equilibrium data fitted well with Langmuir isotherm model for CKSC and C-CKSC adsorbents. The maximum adsorption capacities from this isotherm model were calculated as 14.455 mg/g for CKSC and 86.298 mg/g for C-CKSC. Thermodynamic calculations have shown that the adsorption is endothermic and has spontaneous nature. As a result of calculations on the adsorption kinetics, adsorption was found to be consistent with the pseudo second order kinetic model. Characterizations of the synthesized adsorbents were performed by SEM/EDX, BET, FTIR and elemental analysis. SEM/EDX and FTIR analysis proved that Cr(VI) was adsorbed. This study has shown that CKSC and C-CKSC can be effective adsorbents at low cost for Cr(VI) removal from aqueous solutions.
___
- Srivastava, S., Agrawal, S.B., Mondal, M.K.,
2015. A Review on Progress of Heavy Metal
Removal Using Adsorbents of Microbial and Plant Origin, Environ Sci Pollut R, 22(20),
15386-15415.
- Dündar, M.Ş., Altundağ, H., Kaygaldurak, S.,
Şar, V., Acar, A., 2015. Çeşitli Endüstriyel
Atık Sularda Ağır Metal Düzeylerinin
Belirlenmesi, Sakarya University Journal of
Science, 16(1), 6-12.
- Canlı, M., Abalı, Y., Öztekin, B., Şirin, K.,
2014. Deri Sanayi Atık Sularından Krom (VI)
İyonunun
Adsorbsiyonu-Removal
of
Chromium (VI) Ion From Leather Wastewaters
By Adsorption, Celal Bayar Üniversitesi Fen
Bilimleri Dergisi, 10(1), 11-24.
- Nomanbhay, S.M., Palanisamy, K., 2005.
Removal of Heavy Metal from Industrial
Wastewater Using Chitosan Coated Oil Palm
Shell Charcoal, Electron. J. Biotechn., 8(1),
43-53.
- Ravi, T., Jabasingh, S.A., 2018. Preparation
and Characterization of Higher Degree-
deacetylated
Chitosan-coated
Magnetic
Adsorbent for the Removal of Chromium (VI)
from its Aqueous Mixture, J. Appl. Polym.
Sci., 135(9).
- Dinari, M., Haghighi, A., 2018. Ultrasound-
Assisted Synthesis of Nanocomposites Based
on Aromatic Polyamide and Modified ZnO
Nanoparticle for Removal of Toxic Cr(VI)
from Water, Ultrason Sonochem, 41, 75-84.
- Sezer, K., 2010. Şeker Pancarı Küspesinden
Elde Edilen Aktif Karbonun Atıksulardaki 2,4-
D
ve
Metribuzin
Pestisitlerinin
Adsorpsiyonunda
Kullanılabilirliğinin
Araştırılması. Hacettepe Üniversitesi, Fen
Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi,
Ankara.
- Lim, A.P., Aris, A.Z., 2014. A Review on
Economically Adsorbents on Heavy Metals
Removal in Water and Wastewater, Rev.
Environ. Sci. Bio., 13(2), 163-181.
- TÜİK: ‘Kaynak: https://biruni.tuik.gov.tr/
medas/?kn=92&locale=tr, (Erişim Tarihi:
11.07.2018)
- Yılmaz, C., Gökmen, V., 2013. Compositional
Characteristics of Sour Cherry Kernel and its
Oil as Influenced by Different Extraction and
Roasting Conditions, Ind. Crop. Prod., 49,
130-135.
- Altun, T., 2019. Chitosan-coated Sour Cherry
Kernel Shell Beads: an Adsorbent for Removal
of Cr (VI) from Acidic Solutions, Journal of
Analytical Science and Technology, 10(1), 14.
- Alvarez, J., Lopez, G., Amutio, M., Bilbao, J.,
Olazar, M., 2016, Preparation of Adsorbents
from Sewage Sludge Pyrolytic Char by Carbon
Dioxide Activation, Process Safety and
Environmental Protection, 103, 76-86.
- Kar, H., 2010. Styrax officinalis L. Maki Bitkisi
Tohumlarından Aktif Karbon Üretimi ve Cr
(VI) İyonu Sorpsiyonunun İncelenmesi. Selçuk
Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek
Lisans Tezi, Konya.
- Kutlu,
P.,
2015.
Modifiye
Kitosan
Kompozitleri
Üzerinde
Lakkaz
İmmobilizasyonu,
Karakterizasyonu
ve
İmmobilize Enzim ile Tekstil Boyalarının
Giderim Kinetiğinin İncelenmesi. Celal Bayar
Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek
Lisans Tezi, Manisa.
- Yang, S., Luo, S., Liu, C., Wei, W., 2012.
Direct Synthesis of Graphene–chitosan
Composite and its Application as an
Enzymeless Methyl Parathion Sensor, Colloids
and Surfaces B: Biointerfaces, 96, 75-79.
- Şahin, M., 2007. Kitosanın Schiff Baz
Türevlerinin Sentezi ve Metal Komplekslerinin
İncelenmesi. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri
Enstitüsü, Doktora Tezi, Konya.
- Sargın, I., Kaya, M., Arslan, G., Baran, T.,
Ceter,
T.,
2015.
Preparation
and
Characterisation of Biodegradable Pollen-
chitosan Microcapsules and its Application in
Heavy Metal Removal, Bioresource Technol,
177, 1-7.
- Huang, G.L., Zhang, H.Y., Shi, J.X., Langrish,
T.A.G., 2009. Adsorption of Chromium(VI)
from Aqueous Solutions Using Cross-Linked
Magnetic Chitosan Beads, Ind Eng Chem Res,
48(5), 2646-2651.
- Pap, S., Radonic, J., Trifunovic, S., Adamovic,
D., Mihajlovic, I., Miloradov, M.V., Sekulic,
M.T., 2016. Evaluation of the Adsorption
Potential of Eco-friendly Activated Carbon
Prepared from Cherry Kernels for the Removal
of Pb 2+ , Cd 2+ and Ni 2+ from Aqueous Wastes, J
Environ Manage, 184, 297-306.
- Vanamudan, A., Pamidimukkala, P., 2015.
Chitosan, Nanoclay and Chitosan-nanoclay
Composite as Adsorbents for Rhodamine-6G
and the Resulting Optical Properties, Int. J.
Biol. Macromol, 74, 127-135.
- Kolodynska, D., Bak, J., Koziol, M.,
Pylypchuk, L.V., 2017. Investigations of
Heavy
Metal
Ion
Sorption
Using
Nanocomposites of Iron-Modified Biochar,
Nanoscale Res. Lett. 12.
- Guo, J., Lua, A.C., 2000. Effect of Heating
Temperature on the Properties of Chars and
Activated Carbons Prepared From Oil Palm
Stones, Journal of Thermal Analysis and
Calorimetry, 60(2), 417-425.
23.
Kompositlerinin Sentezi ve Bu Kompozit ile
Sulu Çözeltilerden Cr(VI) Adsorpsiyonunun
İncelenmesi, Selçuk Üniversitesi Mühendislik,
Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6(2), 242-254.
- Chen, Y.W., Wang, J.L., 2012. Removal of
Radionuclide Sr 2+ Ions from Aqueous Solution
Using Synthesized Magnetic Chitosan Beads,
Nucl. Eng. Des., 242, 445-451.
- Parlayıcı, S., Altun, T., 2017. Kitosan Kaplı
Kaolin Boncukların Sulu Çözeltilerden
Krom(VI)
Uzaklaştırılmasında
Adsorban
Olarak
Kullanımı,
Selçuk
Üniversitesi
Mühendislik, Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6(1),
140-151.
- Sharma, G., Naushad, M., Al-Muhtaseb, A.H.,
Kumar, A., Khan, M.R., Kalia, S., Shweta,
Bala, M., Sharma, A., 2017. Fabrication and
Characterization of Chitosan-crosslinked-poly
(alginic acid) Nanohydrogel for Adsorptive
Removal of Cr(VI) Metal Ion from Aqueous
Medium, Int J Biol Macromol, 95, 484-493.
- Moussavi, G., Mahmoudi, M., 2009. Removal
of Azo and Anthraquinone Reactive Dyes from
Industrial
Wastewaters
Using
MgO
Nanoparticles, J Hazard Mater, 168(2-3),
806-812.
- Nameni, M., Moghadam, M.R.A., Arami, M.,
2008. Adsorption of Hexavalent Chromium
from Aqueous Solutions by Wheat Bran, Int J
Environ Sci Te, 5(2), 161-168.
- Altun, T., 2009. Düşük Maliyetli Bazı Doğal
Adsorbanlar Kullanılarak Ağır Metallerin Sulu
Çözeltilerden Adsorpsiyonunun İncelenmesi. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,
Doktora Tezi, Konya.
- Gübbük, İ.H., 2006. Tek Moleküllü
Tabakaların
Fonksiyonelleştirilmesi
ve
Uygulamaları. Selçuk Üniversitesi Fen
Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Konya.
- Jung, C., Heo, J., Han, J., Her, N., Lee, S.-J.,
Oh, J., Ryu, J., Yoon, Y., 2013. Hexavalent
Chromium Removal by Various Adsorbents:
Powdered Activated Carbon, Chitosan and
Single/multi-walled
Carbon
Nanotubes,
Separation and Purification Technology, 106,
63-71.
- Parlayıcı, S., Pehlivan, E., 2018. Chitosan
Based a New Bio-Composite Adsorbent for the
Removal of Cr (VI) from Aqueous Solution,
Annals of Ecology and Environmental Science,
2(4), 30-35.
- Li, L., Fan, L., Sun, M., Qiu, H., Li, X., Duan,
H., Luo, C., 2013. Adsorbent for Chromium
Removal Based on Graphene Oxide
Functionalized with Magnetic Cyclodextrin–
Chitosan,
Colloids
and
Surfaces
B:
Biointerfaces, 107, 76-83.
- Selvi, K., Pattabhi, S., Kadirvelu, K., 2001.
Removal of Cr (VI) from Aqueous Solution by
Adsorption
Onto
Activated
Carbon,
Bioresource Technol, 80(1), 87-89.
- Babel, S., Kurniawan, T.A., 2004. Cr(VI)
Removal from Synthetic Wastewater Using
Coconut Shell Charcoal and Commercial
Activated Carbon Modified with Oxidizing
Agents and/or Chitosan, Chemosphere, 54(7),
951-967.
- Acharya, J., Sahu, J.N., Sahoo, B.K., Mohanty,
C.R., Meikap, B.C., 2009. Removal of
Chromium (VI) from Wastewater by Activated
Carbon Developed from Tamarind Wood
Activated with Zinc Chloride, Chem. Eng. J.,
150(1), 25-39.
- Mor, S., Ravindra, K., Bishnoi, N., 2007.
Adsorption of Chromium from Aqueous
Solution by Activated Alumina and Activated
Charcoal, Bioresource Technol, 98(4),
954-957.
- Farooq, U., Kozinski, J.A., Khan, M.A., Athar,
M., 2010. Biosorption of Heavy Metal Ions
Using Wheat Based Biosorbents-A Review of the Recent Literature, Bioresource Technol,
101(14), 5043-5053.
- Karthikeyan, T., Rajgopal, S., Miranda, L.R.,
2005. Chromium (VI) Adsorption from
Aqueous Solution by Hevea Brasilinesis
Sawdust Activated Carbon, J. Hazard Mater.,
124(1-3), 192-199.
- Li, Y.H., Di, Z.C., Ding, J., Wu, D.H., Luan,
Z.K.,
Zhu,
Y.Q.,
2005.
Adsorption
Thermodynamic, Kinetic and Desorption
Studies of Pb 2+ on Carbon Nanotubes, Water
Res., 39(4), 605-609.
- Ajmal, M., Rao, R.A.K., Ahmad, R., Ahmad,
J., 2000. Adsorption Studies on Citrus
Reticulata (fruit peel of orange): Removal and
Recovery of Ni(II) from Electroplating
Wastewater, J. Hazard Mater., 79(1-2),
117-131.
- Naiya, T.K., Chowdhury, P., Bhattacharya,
A.K., Das, S.K., 2009. Saw Dust and Neem
Bark as Low-cost Natural Biosorbent for
Adsorptive Removal of Zn(II) and Cd(II) Ions
from Aqueous Solutions, Chem. Eng. J.,
148(1), 68-79.