Ham Portakal Kabuğu ile Sulu Çözeltilerden Mangan (II) İyonlarının Uzaklaştırılması: Denge, Kinetik ve Termodinamik Çalışmalar

Abstract

Bu çalışma, sulu çözeltilerden Mn 2+ iyonlarının uzaklaştırılması için ham portakal kabuğunun (HPK) değerlendirilmesini anlatmaktadır. Adsorpsiyon verimi için pH, başlangıç metal iyonu derişimi, temas süresi ve sıcaklık gibi farklı değişkenlerin etkileri araştırıldı. Mn 2+ iyonu için, en iyi başlangıç konsantrasyonunun 100 mg/L, adsorpsiyon temas süresinin 100 dakika ve çözelti pH'ının 5.37 olduğu şartların en uygun çalışma koşulları olduğu belirlendi. Portakal kabuğu atığının yüzey özellikleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı spektroskopi ve Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) kullanılarak araştırıldı. Sonuçlar, izoterm verilerinin, kimyasal adsorpsiyona ve işlemin olası tersinmezliğine karşılık gelen Langmuir izoterm modeline (Freundlich, Dubinin-Radushkevich ve Temkin modelleriyle karşılaştırıldığında) uyduğunu gösterdi. Adsorpsiyon kapasitesinin Mn 2+ için 298, 308 ve 318 K'de sırasıyla 7.6923, 7.3964 ve 8.1632 mg/g olduğu hesaplanmıştır Adsorpsiyon kinetik verileri sonucunda Mn 2+ metal iyonunun kinetiği incelendiğinde, (Yalancı birinci derece, Yalancı ikinci derece, Weber-Morris ve Elovich kinetik modelleri) adsorpsiyonunun Yalanci ikinci derece kinetik modele (pseudo-second-order) uyduğu belirlendi. Termodinamik çalışmalar Mn 2+ iyonunun portakal kabuğu üzerine adsorpsiyonunun kendiliğinden ve endotermik olduğunu gösterdi. Atık portakal kabuklarının, yüksek uzaklaştırma kapasitesi, kolay bulunabilirliği, düşük maliyeti, kullanılabilir bir tarımsal atık olması, geri dönüşümü ve çevreye zarar vermemesi gibi nedenlerle sulu ortamdan Mn 2+ iyonlarının alınmasında farklı adsorbanlarla karşılaştırıldığında, etkili ve alternatif bir malzeme olduğu görülmüştür.

Adsorption of nickel(II) ions from aqueous solutions using Malatya clay: Equilibrium, kinetic, and thermodynamic studies

“…Various adsorbents have been developed to remove heavy metals, which are harmful to living organisms, from wastewater 21–23 . Zeolite, clay diatomite, wheat straw, activated carbon, montmorrillonite, waste biomass and many natural adsorbents have been used 24–34 …”

“…[21][22][23] Zeolite, clay diatomite, wheat straw, activated carbon, montmorrillonite, waste biomass and many natural adsorbents have been used. [24][25][26][27][28][29][30][31][32][33][34] A product that comes out as waste from industrial processes is stone processing residue. The amount of stone waste is increasing day by day and this constitutes one of the most important problems for businesses operating in the sector.…”

Adsorption of mercury (II) ions on kaolinite from aqueous solutions: Isothermal, kinetic, and thermodynamic studies

“…Its accessibility, use, profitability, and effectiveness in comparison to other approaches are only a few of its economic and technological benefits. [10][11][12][13] Stone processing residue is a waste product produced by industrial activities. The amount of stone waste is increasing on a daily basis, and this is one of the most serious issues for firms in the field.…”

“…The simplest approach for eliminating heavy metals from wastewater is the adsorption process. Its accessibility, use, profitability, and effectiveness in comparison to other approaches are only a few of its economic and technological benefits 10–13 …”

Studies on the Equilibrium, Kinetic, and Thermodynamic Properties of Waste Orange Peel in the Removal of Copper (II) Ions from Aqueous Solutions

“…Atık portakal kabukları, gıda işleme endüstrileri ve evsel atıklardan temin edilerek geri dönüşüme kazandırılabilir. Bu şekilde adsorpsiyon çalışmalarında oldukça fazla tercih edilen bir adsorban malzeme olarak kullanılabilir (Altunkaynak and Canpolat 2022). Günümüzde, tarımsal atıkların büyük bir çoğunluğunda olduğu gibi, portakal kabukları da çevreye atılarak ekosistemi kirletiyor.…”