Removal of Zn (II) from water by magnetic hydroxyapatite nanocomposite
Yağmur Uysal1, Ahmet Canbakış21Mersin University, Engineering Faculty, Dept. of Environmental Engineering, Ciftlikkoy Campus, Mersin, 33110, Turkey2Kahramanmaras Sutcu Imam University, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Kahramanmaras, 46100, Turkey
In this study, the capability of chemically synthesized hydroxyapatite-magnetite (HAp/Fe3O4-MHAp) nanocomposite as an adsorbent for the sorption of Zn(II) ions from aqueous solution was investigated. Magnetite-hydroxyapatite nanocomposite (MHAp) has been chosen as an adsorbent because of its low cost, high stability, easy to use, and effective sorption power. Batch adsorption experiments were conducted to determine the optimum parameters for Zn(II) removal such as pH, concentrations of initial Zn(II) and adsorbent and reaction time. Nanocomposite properties were also characterized by using Fouirer Transform Infrared Spektrofotometre (FTIR), Scanning Electron Microscope (SEM) and Energy-dispersive X-ray Spectroscopy (EDX) techniques. Our results showed that the kinetic behavior of the Zn(II) adsorption process using HAp/Fe3O4 composite fitted to the pseudo-second-order kinetic model. Additionally, the equilibrium state of the adsorption process was studied using Langmuir, Freundlich, Tempkin, and Dubinin–Radushkevich (D-R) isotherm models. The maximum sorption capacity of MHAp nanocomposite was obtained 555.55 mg/g, and best removal value of 96% were determined at pH of 6.0, optimum adsorbent concentration of 6.25 g/L, optimum initial concentration of 25 mg/L, and optimum mixing time of 30 min. This study showed that the MHAp was an effective adsorbent on the Zn(II) removal from wastewater.
Keywords: Adsorption, Hydroxyapatite, Magnetite, Removal, Wastewater, ZincManyetit-hidroksiapatit nanokompoziti ile sulardan Zn(II) iyonlarının gideriminin incelenmesi
Yağmur Uysal1, Ahmet Canbakış21Mersin Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü, 33110, Türkiye2Kahramanmaraş Sutçu İmam Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş, 46100, Türkiye
Bu çalışmada, kimyasal olarak sentezlenen hidroksiapatit ve nano manyetit partiküllerinden manyetit-hidroksiapatit (HAp/Fe3O4-MHAp) nanokompozit malzemesi üretilmiş ve sulardan Zn(II) iyonlarının gideriminde adsorbent olarak kullanılmıştır. MHAp nanokompozit materyali düşük maliyet, kullanım ve üretim kolaylığı, yüksek stabilite ve etkili sorpsiyon kapasitesi gibi özelliklere sahip olduğu için seçilmiştir. Kesikli adsorpsiyon prosesine etki eden parametreler örneğin pH, başlangıç Zn(II) konsantrasyonu, adsorbent konsantrasyonu ve reaksiyon süresi için optimum değerlerin belirlenmesine yönelik deneyler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen kompozit malzemenin özelliklerini belirlemek amacıyla Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM), Enerji yayılımlı X-Işını Analizi (EDX) kullanılmıştır. Adsorpsiyonun izoterm tipini belirlemek için Langmuir, Freundlich, Tempkin ve Dubinin–Radushkevich (D-R) izoterm modelleri denenmiş ve reaksiyonun zamanla değişimini tespit etmek amacıyla kinetic çalışmaları yürütülmüştür. Elde edilen sonuçlar, HAp/Fe3O4 kompozitinin sulardan Zn(II) iyonlarının gideriminde başarılı bir adsorbent olduğunu ve reaksiyon kinetiğinin Yalancı İkinci Dereceden Kinetik Modele uyduğunu göstermiştir. Optimum deneysel koşullarda (pH: 6.0, 25 mgZn(II)/L, 30 dk, 6.25 g/L MHAp) maksimum sorpsiyon kapasitesi 555.55 mg/g ve giderim verimi %96 olarak tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Adsorpsiyon, Atıksu, Çinko, Giderim, Hidroksiapatit, ManyetitCorresponding Author: Yağmur Uysal, Türkiye
Manuscript Language: English