Removal of Methylene Blue With Bentonit Amberlite Xad-7 Composite Material and Optimization of Environmental Conditions by Answer Surface Method

Abstract

Tezimizde Bentonit ve Amberlite XAD-7 karışımından elde edilen kompozit malzeme ile metilen mavisi giderilmiş ve deney şartları maksimum cevap almak için optimize edilmiştir. Bu amaç kapsamında optimizasyon programı olarak CYY (Cevap Yüzey Yöntemi)/ MKT (Merkezi Kompozit Tasarım) istatik ve matematiksel program kullanılmıştır. Tezin sonlandırılması maksadı ile kullanılan prosess ve modelin yüksek verimi, tasarım esnekliği ve maliyet düşüklüğü özellikle hedef alınmıştır. Adsorban yüzey modifikasyonunun ispatı ise Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) cihazları ile yapılmıştır. Atık sulardan boyayı uzaklaştırmak için adsorpsiyon tekniği ile kompozit adsorbanlar ve hedef moleküller arasındaki spesifik etkileşimlerden yararlanarak adsorpsiyon kapasitesi ve adsorban seçiciliği tercih edilmiştir. Çalışmada bağımsız parametreler olarak boyar madde konsantrasyonu, adsorban dozu, temas süresi ve pH seçilmiştir. Sonuç olarak optimum başlangıç boyar madde konsatrasyonu, pH, adsorban dozu ve zaman sırasıyla 94.08 mg/L, 6.19, 0.64 gr, 42.5 dakika olarak bulunmuş ve bu şartlarda % 99 maksimum metilen mavisi giderimi sağlanmıştır. Adsorban ve kirletici arasındaki etkileşimi ifade etmek için ise çalışılan Langmuir, Freundlich, Temkin ve Harkins-Jura İzotermleri hesaplanmış ve en iyi uyumu % 97 regresyon değeri ile Temkin İzotermi' nin sağladığı görülmüştür. İlgili çalışma ve sonuçları şunu ifade etmiştir. Kullandığımız kompozit materyalin metilen mavisi gideriminde ilk defa kullanıldığı ve elde edilen kuadratik kinetik modelin birçok alanda kullanılabileceği aynı zamanda literatüre de katkı yapacağı kanaatindeyiz.

In our thesis, methylene blue was removed with the composite material obtained from the mixture of Bentonite and Amberlite XAD-7 and the experimental conditions were optimized for maximum response. For this purpose, CYY (Response Surface Method)/MKT (Central Composite Design) statistical and mathematical program was used as the optimization program. The high efficiency, design flexibility and cost-effectiveness of the process and model used for the purpose of finalizing the thesis were specifically targeted. Proof of adsorbent surface modification was made with Scanning Electron Microscope (SEM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) devices. Adsorption capacity and adsorbent selectivity were preferred by using specific interactions between composite adsorbents and target molecules with the adsorption technique to remove paint from wastewater. In the study, dye concentration, adsorbent dose, contact time and pH were selected as independent parameters. As a result, the optimum initial dye concentration, pH, adsorbent dose and time were found to be 94.08 mg/L, 6.19, 0.64 g, 42.5 minutes, respectively, and 99% maximum methylene blue removal was achieved under these conditions. To express the interaction between adsorbent and pollutant, Langmuir, Freundlich, Temkin and Harkins-Jura Isotherms were calculated and it was observed that Temkin Isotherm provided the best fit with a regression value of 97%. Relevant studies and results have indicated that We believe that the composite material we use is used for the first time in methylene blue removal and that the quadratic kinetic model obtained can be used in many areas and will also contribute to the literature.