Nano çinko hidroksit kaplı kahve çekirdeği bazlı aktif karbon ile sulu çözeltilerden malahit yeşili giderimi

Abstract

Bu çalışmada yüzeyi çinko hidroksit ile ultrasonik olarak aktifleştirilmiş kahve telvesinden elde edilmiş olan aktif karbon (Zn(OH)2-AK), tekstil boyar maddesi olan malahit yeşili (MY) gideriminde düşük maliyetli bir adsorbent olarak kullanılmıştır. Adsorpsiyon üzerine temas süresi (5-120 dk), başlangıç pH'ı (2-9), sıcaklık (298-318 K), adsorbent dozu (0,1-0,5 g/ 100 mL) ve başlangıç boyar madde konsantrasyonu (25-300 mg/ L) gibi çeşitli parametrelerin etkisi araştırılmıştır. Çalışmalar Zn(OH)2-AK'in adsorpsiyon kapasitesinin başlangıç boyar madde konsantrasyonunun, pH'ın ve sıcaklığın artmasıyla arttığı, Zn(OH)2-AK dozunun artmasıyla azaldığını göstermiştir. 100 mg/L MY yaklaşık %94 verimle giderilmesi için 0,1g Zn(OH)2-AK yeterli olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca ultrasonik olarak aktifleştirilmiş adsorbent 50 dakika gibi kısa bir sürede dengeye gelmiştir. XRD, SEM / EDS ve FT-IR analiz teknikleri, MY'in adsorpsiyonundan önce ve sonra Zn(OH)2-AK kompozitinin kimyasal yapısının ve yüzey morfolojisinin karakterize edilebilmesi için yapılmıştır. Langmiur izoterminin (R2= 0,97) adsorpsiyon sürecini Freundlich izotermine (R2=0,80) göre daha etkili bir şekilde gerçekleştirdiği görülmüştür. Langmuir izotermi Zn(OH)2-AK'in 318K'de maksimum adsorpsiyon kapasitesi 303,03 mg/g olarak bulunmuştur.

Keywords: Zinc hydroxide composite, malachite green, kinetic and isotherm, coffee waste, adsorption This work is focused on the development and characterization of coffee waste-based activated carbon (AC) as low-cost, abundantly available, highly efficient and eco-friendly adsorbent. The AC was modified ultrasonically using zinc hydroxide (Zn(OH)2) and used effectively for the removal of malachite green (MG) from aqueous solution. The examined batch adsorption parameters are; initial pH (2-9), adsorbent dose (0.1-0.5 g/100 mL), mixing time (5-120 min), initial MG concentration (25-300 mg/L) and temperature (298-318 K). According to the analyzes, the adsorption capacity of Zn (OH)2-AC increased with the increase in initial dyestuff concentration, pH and temperature, and decreased with increasing Zn (OH)2-AC dose. It has been determined that 0.1 g Zn (OH)2-AC is sufficient to remove 100 mg/L MG in approximately 94% efficiency. Also, ultrasonically activated adsorbent stabilized in a short time like 50 minutes. The XRD, SEM/EDS and FT-IR analysis techniques were conducted to characterize the chemical structure and surface morphology of Zn(OH)2-AC composite before and after adsorption of MG. The Langmuir isotherm model (R2 = 0.97) showed better conventionality than the Freundlich model (R2 = 0.80) with maximum adsorption capacity of 303.03 mg/g at 318 K and pH 7.