Aktif Kömür Üzerinde Ağır Metal ve Ağır Metal Komplekslerinin Adsorpsiyonu ve Adsorpsiyona Tanik Asitin Etkisi

Abstract

Ill aktif kömür üzerinde agır metal ve agır metal komplekslerinin adsorpsiyonu ve adsorpsiyona tanik asitin ETKİSİ ÖZET Metal iyonlarının aktif karbon üzerine adsorpsiyonunda, yapısal olarak humik maddelere çok benzeyen tanik asitin etkisi araştırılmıştır. Çalışmanın birinci aşamasında batch (kesikli) adsorpsiyon tekniği kullanılarak, aktif karbon üzerine tanik asit tutturulmuş ve tutunmaya etki eden faktörler (çözeltinin pH değeri, temas süresi, sıcaklık ve ortamda bulunan gazlar) belirlenmiştir. Tanik asit adsorpsiyonunun Langmuir izotermine uyduğu tespit edilmiştir. Metal iyonlarının tanik asit tutturulmuş aktif karbon üzerine adsorpsiyonunda, aktif karbonun birim kütlesi başına adsorplanan deneysel tanik asit miktarı 1,69 mg/ g olarak bulunmuştur. Çalışmanın ikinci aşamasında, sulu çözeltiden metal iyonlarının hem saf hem de tanik asit tutturulmuş aktif karbon üzerine adsorpsiyonu araştırılmıştır. Adsorpsiyonu etkileyen parametreler ve en uygun deneysel koşullar (çözeltinin pH değeri, temas süresi ve aktif karbon miktarı) her metal iyonu için belirlenmiştir. 1 saatlik temas süresi kullanılarak Cu (D), Fe (ÜT), Cd (D), Zn (D) ve Mn (D) iyonlarının adsorpsiyonu için en uygun pH değerleri sırasıyla 5,4; 3,5; 5,7; 5,6 ve 5,4 olarak beMenmiştir. Bu koşullar sağlandığında, metal iyonlarının tekli çözeltilerinin % adsorpsiyon değerleri, saf aktif karbon üzerinde sırasıyla Cu (D) 65,5; Fe (EQ) 55,5; Cd (D) 42,3; Zn (D) 35,0; ve Mn (D) 33,7 olarak bulunurken, tanik asit tutturulmuş aktif karbon üzerinde sırasıyla Cu (H) 89,0; Fe (UT) 70,5; Cd (D) 60,1; Zn (H) 49,0 ve Mn (D) 45,0 olduğu belirlenmiştir. Saf ve tanik asit tutturulmuş aktif karbon ile metal iyonlarının adsorplanma sırasının Cu (H) > Fe (Ol) > Cd (D) > Zn (E) > Mn (D) şeklinde olduğu, aynı sıranın ikili sistemde çalışılan meta! iyonları için de geçerli olduğu gözlemlenmiştir. Metal iyonlarının adsorpsryon verileri, Langmuir ve Freundlich izotermlerine uygulanmış, tekli sistemlerin Langmuir izotermine daha uygun olduğu belirlenmiştir. Adsorpsiyonun iyon değişimi, kompleks oluşumu ve yüzeyde adsorpsiyon mekanizmalarının katıldığı ortak bir mekanizmayla gerçekleştiği karasına varılmıştır. Adsorplanan metal iyonlarının adsorbanın yapısını bozmadan 0,1 M HC1 ile % 90-98 oranında geri alınabildiği belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler Adsorpsiyon, metal iyonu, aktif karbon, tanik asit, modifikasyon. KKIROl^ «2SSSSSSIV ADSORPTION OF HEAVY METALS AND HEAVY METAL COMPLEXES ON ACTIVATED CARBON AND EFFECT OF TANNIC ACID ON THE ADSORPTION ABSTRACT The present study examines the influence of tannic acid (a humiclike substance) on the adsorption of metal ions by commercial activated carboa In the first step, kinetics of the modification by tannic acid was studied as a function of pH, contact time, temperature and various atmospheric gases (i.e. CO2, Qz and N2). Degree of the adsorption was determined by subtracting the first and final UV- VIS Spectrophotometric measurements. The adsorption process appeared to follow a typical Langmuir isotherm For the proper adsorption of metal ions, optimum amount of tannic acid adsorbed per unit mass of activated carbon was found 1.69 mg/g. m the second step, the adsorption of metal ions by both modified and raw activated carbon from aqueous solutions was studied and various process variables (i.e. pH, equilibrium time and carbon dosage) were optimized. The optimum pH values, wMch is me principal factor in controlling adsorption for Cu (H), Fe (HI), Cd (D), Zn (D) and Mn (II) ions were 5.4, 3.5, 5.7, 5.6 and 5.4 respectively in one-hour equilibrium period. The percent adsorption for single Cu (D), Fe (ÜT), Cd (D), Zn (D) and Mı (O) ions, in the optimum pH ranges were found 65.5, 55.5, 42.3, 35.0 and 33.7 respectively on untreated activated carbon and 89.0, 70.5, 60.1, 49.0 and 45.0 respectively on modified activated carboa The order of affinity based on uptake by modified and raw activated carbon was Cu (D) >Fe (ED) > Cd (H) >Zn (D) > Mh(D). The same behavior was observed during the competitive adsorption in binary systems. All the studies on adsorption were conducted using batch techniques. Equilibrium isotherms were determined at optimum pH values and adsorption capacities for the modified activated carbon in single and binary systems were compared. The adsorption data applied to both isotherm models, however, the single system data fits better to the Langmuir model. A combined ion exchange, complex formation and surface adsorption are probably the major adsorption mechanisms for binding metal ions on to the modified activated carbon. The present study shows that activated carbon modified by tannic acid was considerably effective in removing metal ions from aqueous solutions in comparison with raw activated carboa Adsorbed metal ions could be desorbed (90-98 %) by using 0.1 M HC1 without destroying the modified adsorbent. Key Words: Adsorption, metal ions, activated carbon, tannic acid, modification