Isotherm Kinetic and Thermodynamic Analysis of the Adsorption of Some Dyeing Materials on Natural and Modified Clay Mineral (koçpınar Siirt)

Abstract

Bu araştırmada, Malahit Yeşili (MY) boyar maddesi ve Kristal Viyolet (KV) boyar maddesinin atık sulardan Koçpınar/Siirt kili ile uzaklaştırılması incelenmiştir. Başlangıçta Koçpınar/Siirt kili herhangi bir modifiye maruz bırakılmadan gerekli çalışmalar da kullanılmış ardından aynı işlemler, nitrik asit ile modifiye edilmiş kil ile tekrar edilmiştir. Çalışmada pH, sıcaklık, konsantrasyon ve zamanın etkisi araştırılmış, elde edilen veriler Langmuir, Freundlich, Temkin, D-R izoterm modellerine uygulanmıştır. Bununla beraber termodinamik ve kinetik hesaplamaların da yapıldığı çalışmamızda iki kil ve iki boyar madde için Freundlich izoterm modeline diğer izoterm modellerinden daha fazla uyum sağladığı tespit edilmiştir. Korelasyon katsayısı malahit yeşili boyar maddesi için her iki kil ve boyar madde de dört farklı sıcaklık değerleri için 0.98, kristal viyolet boyar maddesi için 0.96'dan büyük hesaplanmıştır. Freundlich izoterm sabitleri olan n değerleri 1-10 arasında, 1/n değerleri ise 0-1 arasında bulunmuştur. Termodinamik hesaplamalar neticesinde bulunan Gibbs serbest enerjinin negatif değerlerinden, adsorpsiyonun kendiliğinden meydana geldiği anlaşılmıştır. D-R izoterm modeli yardımıyla hesaplanan D-R adsorpsiyon serbest enerjisinin 8 kJ/mol'dan küçük bulunması adsorpsiyonun fiziksel olduğunu göstermiştir. Kinetik hesaplamalar sonucunda çalışmamızın yakınlaştırılmış ikinci mertebe kinetik (PSO) kinetik modeline uygunluğu tespit edilmiştir.

In this study, the removal of Malachite Green (MY) dyestuff and Crystal Violet (KV) dyestuff from wastewater with Koçpınar/Siirt clay was investigated. In the beginning, Koçpınar/Siirt clay was used without any modification, and then the same processes were repeated with clay modified with nitric acid. In the study, the effectiveness of pH, temperature, concentration and time were also investigated, and the data obtained were applied to the Langmuir, Freundlich, Temkin, D-R isotherm models. In addition, in our study, in which thermodynamic and kinetic calculations were made, it was determined that the Freundlich isotherm model for two clays and two dyestuffs was more compatible than the other isotherm models. While the correlation coefficient was calculated to be greater than 0.98 for the four temperature values ​​for the whole clay and dyestuff for MY dyestuff, these values ​​were calculated to be greater than 0.96 for the KV dyestuff. The n values, which are Freundlich isotherm constants, were found between 1-10 and 1/n values ​​between 0-1. From the negative values ​​of Gibbs free energy found as a result of thermodynamic calculations, it was understood that adsorption occurred spontaneously. The fact that the D-R adsorption free energy calculated with the help of the D-R isotherm model was less than 8 kJ/mol showed that the adsorption was physical. As a result of the kinetic calculations, it was determined that our study was suitable for the pseudo-second order kinetic (PSO) kinetic model.