Organik atıkların geri dönüştürülmesi ve kompozit kullanımı ile sulu çözeltideki radyonüklitlerin giderimi: Kahve atığı/kitosan sentezi ve uygulanabilirliği

Türk kahvesi, günlük olarak büyük miktarda atık oluşturan ve yaygın şekilde tüketilen bir içecektir. Kahve atıklarının geri dönüştürülmesi, çevresel risklerin azaltılmasında önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, tüketilmiş Türk kahvesi atığı ile kitosan çözeltisi birleştirilerek yeni bir biyokompozit küre formunda malzeme elde edilmiştir. Hazırlanan biyokompozit; Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), BET yüzey alanı analizi ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. Stronsiyum iyonlarının adsorpsiyonu üzerine temas süresi, pH, başlangıç derişimi ve sıcaklık gibi parametrelerin etkisi, dört faktörlü ve beş seviyeli Merkezi Kompozit Tasarım yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Varyans analizi (ANOVA) sonuçları, 97,32'lik F-değeri ile kurulan modelin istatistiksel olarak anlamlı olduğunu göstermiştir. Deneysel ve tahmin edilen sonuçlar arasındaki korelasyon katsayısı (R²) 0,989 olarak belirlenmiştir. Ayrıca, deneysel veriler, Langmuir izoterm modeli (R² = 0,996) ve yalancı ikinci dereceden kinetik modelle yüksek uyum göstermiştir. Biyokompozit malzemenin maksimum tek katmanlı adsorpsiyon kapasitesi 16,29 mg/g olarak hesaplanmıştır. Genel olarak, bu çalışma elde edilen biyokompozit malzemenin, farklı konsantrasyonlardaki sulu çözeltilerden stronsiyum giderimi için etkili bir adsorban olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

Turkish coffee is a widely consumed beverage that generates significant amounts of waste daily. Recycling this coffee waste plays a critical role in reducing potential environmental risks. In this study, spent Turkish coffee waste was combined with a chitosan solution to fabricate a novel biocomposite material in the form of spheres. The synthesized biocomposite was characterized using Fouriertransform infrared spectroscopy (FTIR), BET surface area analysis, and scanning electron microscopy (SEM). The effects of contact time, pH, initial concentration, and temperature on strontium adsorption were investigated through a four-factor, five-level Central Composite Design (CCD). Analysis of variance (ANOVA) revealed that the model was statistically significant, with a Model F-value of 97,32. The correlation coefficient (R²) between the experimental and predicted results was calculated as 0,989. Furthermore, experimental data showed a high correlation with the Langmuir isotherm model (R² = 0.996) and fitted well to the pseudo-secondorder kinetic model. The maximum monolayer adsorption capacity of the biocomposite material was determined to be 16,29 mg/g. Overall, the findings demonstrate that the developed biocomposite spheres can serve as an effective adsorbent for the removal of strontium from aqueous solutions across a wide concentration range.