Sulu Çevrelerden Hg(Ii) ve As(V) Gibi Ağır Metal İyonlarının Giderimi İçin Yeni Bir Adsorbent Olarak Kil-polimer Fırça Hibrit Malzemesinin Hazırlanması ve Proses Parametrelerinin Optimizasyonu İçin Cevap Yüzey Yöntemi (CYY)’ Nin Uygulanması

Abstract

Bu çalısmada, Hg(II) ve As(V) iyonlarının sulu ortamlardan giderimi için yeni bir kil-polimer fırça hibrit malzemesi olarak tersinir katılma-ayrılma zincir transfer polimerizasyonu (RAFT) metodu ile poli(N-akriloilglisinamit) fırçaları ile asılanmıs bentonit (PNAGA@BNT) malzemesi sentezlenmis ve karakterize edilmistir. Bu malzemenin yapısal özellikleri Fourier transform infrared spektroskopisi (FTIR), X-ısını kırınımı (XRD), X-ısını fotoelektron spektroskopisi (XPS), taramalı elektron mikroskobu (SEM), Brunauer?Emmett?Teller (BET) analizi ve su temas açısı ölçümleri ile karakterize edilmistir. PNAGA@BNT üzerine Hg(II) ve As(V) giderimi, cevap yüzeyi yöntemi (CYY) ile gerçeklestirilmistir. CYY ile kombine olan merkezi kompozit tasarım (MKT), Hg(II) ve As(V) giderimi için seçilen bagımsız parametreleri optimize etmek ve modellemek için kullanılmıstır. Bagımsız parametreler olarak seçilen pH, agır metal iyonu baslangıç konsantrasyonu (Co, mg/L), adsorban dozajı (m, mg) ve temas süresinin (t, dk) etkileri PNAGA@BNT ile Hg(II) ve As(V)?nin giderim yüzdesi üzerinde arastırılmıstır. Adsorpsiyon sonuçları, CYY?ye dayalı MKT ile öngörülen optimum pH, Co, m ve t?nin, %As(V) giderimi için sırasıyla 4,36, 7,30 mg/L, 25,75 mg ve 83,37 dk iken %Hg(II) giderimi için 6,54, 24,46 mg/L, 23,98 mg ve 106,83 dk oldugunu göstermistir. Bu optimum noktalarda, Hg(II) ve As(V) için maksimum giderim veriminin sırasıyla %98,5829 ve %90,9458 oldugu quadratik model esitliginden tahmin edilmistir. Ek olarak; kinetik, izoterm ve termodinamik çalısmalar yapılmıstır. Elde edilen sonuçlar Hg(II) ve As(V) için adsorpsiyon isleminin psedeoikinci dereceden kinetik ve Weber-Morris modellerine uydugunu göstermektedir. Ayrıca, izoterm çalısmaları, Freundlich ve Langmuir modellerinin Hg(II) adsorpsiyon prosesi için daha uyumlu oldugunu, As(V) için ise Freundlich ve D-R modellerinin daha uygun oldugunu göstermistir. Diger yandan, termodinamik çalısmalar Hg(II) ve As(V) adsorpsiyon sürecinin kendiliginden ve ekzotermik oldugunu göstermistir.