Manyetit / Modifiye Manyetit Nano-Taneciklerin Sentezi ve Sulu Ortamlardan Cr(Vı) Giderimi

Abstract

Üç aşamadan oluşan bu çalışmada ilk olarak kimyasal çöktürme yöntemiyle nano boyutlu manyetit sentezlenmiş ve sonra silikayla kaplanıp amin ile yüzey modifikasyonu yapılarak modifiye manyetit elde edilmiştir. İkinci aşamada, elde edilen bu ürünler FTIR, XRD, TEM, BET, VSM, ZetaMetre cihazları/teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Son aşamada ise manyetit ve modifiye manyetit nano-tanecikler ile sulu ortamdan hekzavalent kromun [Cr(VI)] uzaklaştırılması için detaylı adsorpsiyon deneyleri yapılmış ve elde edilen verilerle adsorpsiyon mekanizması ve termodinamiği [adsorpsiyon entalpisi (ΔH), Gibbs serbest enerjisi (ΔG) ve entropisi (ΔS)] incelenmiştir.

Elde edilen sonuçlardan bazıları şu şekilde sıralanabilir: (i) sentezlenen nano manyetitin tane boyutu ortalama 12 nm ve özgül yüzey alanı yaklaşık 89.5 m2/g’dır. (ii) kullanılan nano adsorbanlar (manyetit, silika kaplı manyetit ve modifiye edilmiş silika kaplı manyetit) arasında sulardan Cr(VI) giderimi bakımından en iyi sonuç manyetit ile elde edilmiş olup diğer iki adsorbanın adsorpsiyon kapasitesinin çok düşük olduğu belirlenmiştir. (iii) nano manyetit ile Cr(VI) adsorpsiyonunda optimum şartlar şunlardır: pH 3, Sıcaklık 55 oC, Temas süresi 90 dk, adsorban konsantrasyonu 0.5 g/l ve Cr(VI) giriş konsantrasyonu 10 mg/L. Bu şartlarda Cr(VI) adsorpsiyon miktarı ve adsorpsiyon verimi sırasıyla 33.45 mg/g ve %88’dir. (iv) manyetit nano-tanecikleri üzerine Cr(VI) adsorpsiyonu için termodinamik parametreler hesaplanmış ve Cr(VI) için adsorpsiyon prosesinin endotermik olduğu bulunmuştur. Deneysel verilerin Langmuir ve Freundlich izotermlerine uygunluğu araştırılmış ve Langmuir izotermi ile uyumlu olduğu görülmüştür. (v) adsorpsiyon kinetiği incelemesinde ise adsorpsiyon prosesinin Pseudo ikinci derece kinetik model ile korelasyon içinde olduğu tespit edilmiştir.