Removal of heavy metals from aqueous solution by low-crosslinked chelating resins containing amidoxime groups
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2006
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Ağır metallerin atık sular içerisindeki varlığı, hem çevre ve insan sağlığını hem de ekonomiyi olumsuz yönde etkilemektedir. Şelatlayıcı reçineler, ağır metallere karşı daha üstün seçimlilik gösterdiği için doğal ve lağım sulardaki toksik metallerin uzaklaştırılmasında kullanılabilirler. Bu çalışmada, büyük gözenek yapısına sahip, metilen fosfonik gruplar içeren RCSP(II) reçinesi; ticari, sülfonik gruplar içeren güçlü katyon değiştirici Purolite C-160H reçinesi ve amidoxime grupları içeren düşük derecede çapraz bağlı şelatlayıcı RNH-CH120 reçinesi kullanılmıştır. Bu reçinelerin sulu çözeltilerden ağır metal iyonlarının uzaklaştırılmasında uygulanabilirliği, kesikli ve sürekli yöntemlerle incelenmiştir. Kesikli çalışmalarda sulu çözeltilerden Cu(II) iyonlarının uzaklaştırılmasında pH ve reçine miktarının etkisi araştırılmıştır. Sürekli çalışmalarda ise Cu(II) iyonlarının uzaklaştırılmasında iki farklı türde reçine kullanılarak, bu reçinelerin performansları karşılaştırılmıştır. Şelatlayıcı reçinelerin metal iyon seçimliliği, 10-4 M Cu(II), Cr(III) ve Cd(II) iyonları içeren çözeltiler kullanılarak bu iyonların tutulma miktarlarının pHʼa bağlı değerleri ölçülerek araştırılmıştır. Metal analizleri atomik absorpsiyon spektrofotometresiyle yapılmıştır. Cr(III) iyonlarının RCSP(II) reçinesi ile %100 giderimle pH 2ʼde platoya eriştiği, Cu(II) iyonları için ise bu değerin pH 3ʼde platoya eriştiği görülmüştür. Ticari Purolite C-160H reçinesi, Cu(II) iyonlarına Cr(III) iyonlarından daha yüksek bir seçimlilik göstermiştir. RNHCH120 reçinesinin Cr(III) iyonlarını pH 6ʼ da %80, Cu(II) iyonlarını pH 6ʼda %100, Cd(II) iyonlarını ise pH 7ʼde %100 oranda uzaklaştırdığı görülmüştür. Purolite C-160H ve RNH-CH120 reçineleriyle 100 mg Cu(II)/L (pH 3.5) çözeltisinden Cu(II) iyonlarının uzaklaştırılması için optimum reçine miktarları bulunmuştur. Elde edilen sonuçlar kinetik çalışmalar için kullanılmıştır. Kinetik çalışmalar Purolite C-160H ve RNH-CH120 reçineleri kullanılarak yürütülmüştür. Elde edilen kinetik veriler, bazı kinetik modellerde kullanılarak hız belirleme basamağı bulunmaya çalışılmıştır. Her iki reçinenin kinetik çalışmalarında reaksiyon hızının partikül difüzyonla kontrol edildiği saptanmıştır. Sürekli çalışmalarda, iki farklı türde reçinenin Cu(II) iyonlarını uzaklaştırmadaki reçine performansları karşılaştırılmıştır. Purolite C- 160H reçinesinin salıverme kapasitesinin 100 mg Cu(II)/L çözeltisinde RNH-CH120 reçinesine göre daha fazla olduğu görülmüştür. Aynı zamanda RNH-CH120 reçinesinin Purolite C-160H reçinesine göre difüzyon mekanizmasının daha yavaş ve metal iyonu bağlama kapasitesinin daha az olduğu gözlemlenmiştir. Reçineler üzerindeki Cu(II) iyonları 1 M HCl çözeltisi ile sıyrılabilmiştir. Sürekli çalışmaların ikinci bölümünde, RNH-CH120 reçinesi kullanılarak Cu(II) iyonlarının uzaklaştırılmasında konsantrasyonun ve besleme akış hızının etkileri araştırılmıştır. Kolon performansları, aynı akış hızında ve farklı Cu(II) konsantrasyonları (10-30-50 mg Cu(II)/L) kullanılarak karşılaştırılmış ve 50 mg Cu(II)/L çözeltisinin salıverme kapasitesinin diğerlerine göre daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Fakat sıyırma verimlerinin yaklaşık olarak aynı olduğu görülmüştür. Aynı zamanda besleme akış hızı düşürüldüğünde salıverme kapasitesinin arttığını tespit edilmiştir. Kullanılmış ve orijinal Purolite C-160H ve RNH-CH120 reçineleri, IR spektrofotometri cihazı kullanılarak analiz edilmiştir. Yaklaşık 1480-1500 cm-1ʼ de RNH-CH120 reçinesinde karboksilat (-COO-) gruplarının varlığı gözlemlenmiştir. Bu sonuç reçinedeki amidoksim gruplarının asitli ortamda hidrolize uğradığını ortaya koymuştur. Purolite C-160H reçinesinde ise kullanımdan sonra kimyasal yapısında hiçbir değişiklik olmadığı görülmüştür.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Kimya Mühendisliği A.B.D.
