Valeks, mimoza tanini reçinelerinde ağır metallerin adsorpsiyonu

Abstract

ÖZET: Tanin, Adsorpsiyon, Kurşun, Bakır, Çinko, Kadmiyum, İzoterm, Kinetik, Termodinamik Parametreler. Bu çalışmada, hidrolize ve kondanse taninler ile üretilen reçineler üzerinde Pb, Cu+2, Zn+2 ve Cd+2 iyonlarının adsorpsiyonu incelenmiştir. Adsorpsiyon çalışmalarında; tane boyutu, pH, karıştırma hızı, başlangıç konsantrasyonu ve sıcaklık parametreleri değiştirilmiştir. Böylece, metallerin maksimum adsorpsiyonlan için optimum şartlar tespit edilmiştir. Deney sonuçları ile adsorpsiyon izotermleri incelenmiş ve kinetik modellemeler yapılmıştır. Hidrolize taninler için çözünemeyen tanin reçinesi elde etme işlemi; sulu amonyakta hidrolize tanin tozunu çözme, çökelti oluşturmak için oluşan çözeltiyi formaldehit sulu çözeltisiyle karıştırma, çökeltiyi ısıtma, ısıtılan çökeltiyi bir mineral asitle karıştırma ve kalıntıyı ayırmak için oluşan karışımı bir filtre kağıdından süzme adımlarından oluşmuştur. Kondanse taninler için çözünemeyen tanin reçinesi elde etme işlemi ise; kondanse tanin tozunu sulu amonyakta çözme, bir jel bileşimi oluşturmak için oluşan çözeltiyi formaldehit sulu çözeltisiyle karıştırma ve bileşimi sağlamlaştırmak için elde edilen bileşimi ısıtma adımlarından oluşmuştur. Çalışma sonunda, karıştırma hızının adsorpsiyon üzerinde fazla etkisinin bulunmadığı saptanmıştır. Tanecik boyutunun adsorpsiyona etkisi incelendiğinde en yüksek adsorpsiyon kapasitesini, 75-100 um boyutundaki reçine tanecikleri göstermektedir. pH'm adsorpsiyona etkisi incelendiğinde; Pb+2 ve Zn+2 iyonları için pH 4; Cu+2 iyonu için pH 5 ve Cd+2 iyonu için pH 7 'de adsorpsiyon kapasitesinin iyi olduğu sonucuna varılmıştır. Başlangıç konsantrasyonun artışıyla, adsorplanan metal miktarında bir artış gözlenmiştir. Sıcaklıkla ilgili çalışmalarda ise farklı sonuçlar bulunmuştur. İzoterm sabitleri incelendiğinde, adsorpsiyon prosesinin Pb+2, Cu+2 ve Cd+2 metal iyonları için Langmuir izotermine daha iyi uyduğu görülmüştür. Kinetik sabitler incelendiğinde ise, adsorpsiyon prosesinin Sahte ikinci-mertebe modeline daha iyi uyduğu görülmüştür. Sonuç olarak uygun işlemler gerçekleştirildikten sonra, tanin reçinelerinin kurşun, bakır, çinko ve kadmiyum iyonlarının giderilmesinde adsorban olarak kullanılabileceği gözlenmiştir.

HEAVY METALS' ADSORPTION ONTO VALONIA, MIMOSA TANNIN RESINS SUMMARY Key words: Tannin, Adsorption, Lead, Copper, Zinc, Cadmium, Isotherm, Kinetic, Thermodynamic Parameters. In this study, the adsorption of Pb+2, Cu+2, Zn+2 and Cd+2 ions was investigated onto obtaining resins with hydrolysable and condensed tannins. In adsorption studies; particle size, pH, agitation rate, initial concentration and temperature parameters were changed. So, the optimum conditions for maximum metal adsorption were determined. Adsorption isotherms were investigated with the experiment results and kinetic modellings were made. Obtaining process an insoluble tannin resin for hydrolysable tannin comprises the steps of dissolving a hydrolysable tannin powder in aqueous ammonia, mixing the resulting solution with a formaldehyde aqueous solution to form a precipitate, heating the precipitate, mixing the heated precipitate with a mineral acid and filtering the resulting mixture to leave a residue on a filter paper. Obtaining process an insoluble tannin resin for condensed tannin comprises the steps of dissolving a condensed tannin powder in aqueous ammonia, mixing the resulting solution with a formaldehyde aqueous solution to form a gel composition and heating the composition obtained to stabilize the compound. At the end of the study, it was found that agitation rate has not very much effect on adsorption. When the effect of particle size on the adsorption was examined, the particle size that has the highest adsorption capacity was found to be between 75-100 um. When the effect of pH on the adsorption was studied, it was concluded that the adsorption capacities are well at pH 4 for Pb+2 and Zn+2 ions, at pH 5 for Cu+2 ion and at pH 7 for Cd+2 ion. It was observed that the amount of adsorbed metal increased while initial metal concentration increased. For temperature studies different results were found. When the isotherm constants were examined, it was seen that adsorption process fits Langmuir isotherm model for Pb+2, Cu+2 and Cd+2 metal ions very well. When the kinetic constants were examined, it was seen that adsorption process fits Pseudo second-order model very well. As a result, after the suitable processes, it was observed that tannin resins can be used to remove lead, copper, zinc and cadmium ions as an adsorbent. xxxiii