Kiraz Eriği (Prunus Cerasifera) Çekirdeğinden Manyetik Biyokömür Üretimi ve Katyonik Boya Adsorpsiyonun İncelenmesi

Abstract

ÖZET: Atık boyaların sulara karışması ekosistem dengesinin bozulmasına, içme suyu kaynaklarının kirlenmesine ve biyolojik çeşitliliğe zarar vermektedir. Atık sularda bulunan boyaları uzaklaştırmak için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. En etkili yöntemlerden biride adsorpsiyondur. Karbon içerikli maddeler gözenek yapısı, yüksek verimlilik ve emicilik özelliğinden dolayı son yıllarda en çok kullanılan adsorbanlardan biridir. Yapılan bu tez çalışmasında biyoatık olan kiraz eriği çekirdeği (pluhus cerasifera) kullanılarak biyokömür sentezlenmiş ve Fe3O4 emdirilerekte manyetik özellik katılmıştır. Elde edilen adsorbanların yapısı ve morfolojik özellikleri FT-IR, titreşimli manyotemetri (VSM), BET, XRD ve RAMAN spektroskopisi kullanılarak incelenmiştir. Biyokütleden elde edilen biyokömür (BAC), manyetik biyokömüre ise MAC denilmiştir. Elde edilen BAC ve MAC adsorbanlarının yüzey alanları sırasıyla 700,4 m2/g ve 408,24 m2/g olarak bulunmuştur. Metillen mavisinin BAC ve MAC üzerine adsorpsiyonuna 𝑝�𝐻�, sıcaklık, adsorpsiyon süresi ve başlangıç boyar maddesi etkisi incelenerek optimum şartlar belirlenmiştir. Adsorpsiyon dengesi her iki adsorban için yaklaşık 25 dakika bulunmuştur. Metilen mavisinin BAC ve MAC üzerinde adsorpsiyonu Langmuir ve Freundlich izoterm modellerine göre incelenmiş ve korelasyon değerine göre iki adsorban içinde Langmuir izoterminin daha uygun olduğu önerilmiştir. Metilen mavisinin BAC üzerine adsrospsiyonu yalancı ikinci dereceden kinetik modele uyarken, MAC üzerine adsorpsiyonu yalancı birinci derece kinetik modele uyduğu belirlenmiştir. Termodinamik verilerden metilen mavisinin BAC ve MAC üzerine adsorpsiyonun kendiliğinden meydana geldiği ve adsorpsiyonun endotermik olduğu belirlendi. Ayrıca adsorbanların tekrar geri kazanımları için desorpsiyon deneyleri yapılmış ve BAC için 7 döngüye kadar değişim görülmemiştir. Bu çalışmayla biyoatık olan kiraz eriğinin (pluhus cerasifera) geri dönüşümü sağlanmış ve alternatif bir ürün elde edilmiştir.

ABSTRACT: Discharging waste dyes into water disrupts ecosystem balance, pollutes drinking water sources, and harms biodiversity. Various methods have been developed to remove dyes found in wastewater. One of the most effective methods is adsorption. One of the most effective methods is adsorption. Carbon-based materials are among the most widely used adsorbents in recent years due to their porous structure, high efficiency, and absorptive properties. The structure and morphological properties of the resulting adsorbents were investigated using FT-IR, vibrational magnetometry (VSM), BET, XRD, and Raman spectroscopy. The biochar derived from biomass was named as BAC, while the magnetic biochar was named as MAC. The surface areas of the obtained BAC and MAC adsorbents were determined to be 700.4 m²/g and 408.24 m²/g, respectively. The adsorption of methylene blue onto BAC and MAC was studied by examining the effects of temperature, adsorption time and initial dye concentration to determine the optimal conditions. The adsorption equilibrium time for both adsorbents was found to be approximately 25 minutes. The adsorption of methylene blue onto BAC and MAC was analyzed using the Langmuir and Freundlich isotherm models, and based on the correlation coefficient, it was suggested that the Langmuir isotherm is more appropriate for both adsorbents. It was determined that the adsorption of methylene blue onto BAC followed a pseudo-second-order kinetic model, while its adsorption onto MAC followed a pseudo-first-order kinetic model. Thermodynamic data indicated that the adsorption of methylene blue onto both BAC and MAC occurred spontaneously and, was endothermic. In addition, desorption experiments were conducted to recover the adsorbents, and no changes were observed for BAC up to 7 cycles. This study facilitated the recycling of cherry pomace (Prunus cerasifera), a bio-waste, and resulted in the production of an alternative product.