Demir oksit kaplı sepiolitle sulu çözeltilerden nikel ve kadmiyum giderimi

Abstract

Bu çalışmada, demir oksit kaplı sepiolitle sulu çözeltilerden adsorpsiyon yöntemiyle nikel ve kadmiyum giderimi araştırılmıştır. En uygun giderim koşullarının belirlenmesi amacıyla deneyler her iki metal için kesikli olarak gerçekleştirilmiştir. Adsorpsiyon mekanizmasını etkileyen adsorban dozajı, pH, temas süresi, başlangıç çözelti derişimi ve sıcaklık parametrelerinin adsorpsiyon verimine etkileri araştırılmıştır. Her iki iyon için kinetik, izoterm ve termodinamik incelemeler yapılmıştır. 50 mg/L başlangıç derişimi için en uygun adsorban dozajı nikel için 0,10 g/50 mL, kadmiyum için ise 0,05 g/50 mL olarak belirlenmiştir. Her iki iyon için en uygun pH değerinin 6 olduğu bulunmuştur. Nikel gideriminde 720 dakikada, kadmiyum gideriminde ise 960 dakikada adsorpsiyon dengesine ulaşılmıştır. Nikel ve kadmiyum adsorpsiyon mekanizmalarının Langmuir izoterm modeline ve yalancı ikinci dereceden kinetik modele uyum gösterdiği belirlenmiştir. 25oC sıcaklıkta nikel ve kadmiyum giderimi için maksimum adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 46,95 mg/g ve 98,04 mg/g olarak bulunmuştur. Ayrıca, adsorpsiyon sürecinin endotermik olduğu ve kendiliğinden gerçekleştiği belirlenmiştir. Sonuç olarak, demir oksit kaplı sepiolitin sulu çözeltilerden nikel ve kadmiyum iyonlarının giderilmesinde etkili ve ekonomik bir adsorban olarak kullanılabileceği yargısına varılmıştır.

In this study, the removal of nickel and cadmium ions from aqueous solutions by adsorption using iron oxide coated sepiolite was investigated. Batch experiments were conducted for both metals to determine the optimum removal conditions. The effects of adsorbent dosage, pH, contact time, initial solution concentration and temperature parameters on the adsorption yield were investigated. Adsorption isotherms, kinetic and thermodynamic analyses were carried out for both ions. For 50 mg/L initial concentration, the optimum adsorbent dosages for nickel and cadmium were determined as 0.10 g/50 mL and 0.05 g/50 mL, respectively. The optimum pH was found as 6 for both ions. The adsorption equilibrium was reached within 720 minutes for nickel and 960 minutes for cadmium. It was determined that the nickel and cadmium adsorption processes obeyed the Langmuir isotherm model and the pseudo-second-order kinetic model. The maximum adsorption capacities for nickel and cadmium ions at 25°C were found as 46.95 mg/g and 98.04 mg/g, respectively. In addition, it was observed that the adsorption process was endothermic and spontaneous in nature. Consequently, the iron oxide coated sepiolite can be used as an efficient and economic adsorbent for the removal of nickel and cadmium ions from aqueous solutions.