SINGLE AND BINARY ADSORPTION OF CU(II) AND CD(II) ONTO CHITIN

Abstract

Tekli ve ikili Cu(II) ve Cd(II)' nin kitin üzerine adsorpsiyonu kesikli sistemde incelenmiştir. Baslangic pH, sıcaklık ve başlangıç tekli ve ikili metal iyon konsantrasyonlarının, her bileşenin adsorpsiyon dengesi ve kinetiği üzerindeki etkisi, tek ve ikili kombinasyon ile birlikte incelenmiştir. Tekli ve ikili Cu(II) ve Cd(II) 'nin denge alım hızı sıcaklık 40 oC'ye kadar arttıkça artmıştır. Adsorpsiyon dengesinin matematiksel tanımı için Freundlich, Langmuir ve Tempkin adsorpsiyon modelleri kullanılmıştır ve izoterm sabitleri, farklı sıcaklıklarda değerlendirilmiştir. Kitin seçici olarak pH = 4.5'da tekli Cd(II) ve ikili Cu(II) ve Cd(II) iyonlarını adsorbe ederken, tekli Cd(II) iyonları ise pH = 5'te adsorbe etmiştir. Tek ve ikili bileşen sistemi, pahalı olmayan Langmuir izoterm modeli ile iyi tanımlanmıştır. Tekli ve ikili Cu(II) ve Cd(II) iyonlarının adsorpsiyon kapasitesi sırasıyla 39.06 ve 54.64 mg/g)'dir. İkili Cu(II) ve Cd(II) için ise sırasıyla 37.73 ve 44.64 mg/g'dir. Sonuçlar, tekli ve ikili Cu(II) ve Cd(II) 'nin çitin üzerine adsorpsiyonunun endotermik ve doğal olduğunu göstermiştir.. Kinetik model çalışmaları 20-40 ?C'de çalışılmıştır. Adsorpsiyonun stimülasyon enerjileri sırasıyla tekli Cu(II) ve Cd (II) için 1.34 ve 2.55 kJ mol-1 olarak tespit edilmiştir. Farklı sıcaklıklarda elde edilen termodinamik denge katsayıları kullanılarak, Gibbs serbest enerjisi sırasıyla 40 oC'de tekli Cu(II) için -3.78 k/J mol ve tekli Cd(II) için -4.15 kJ / mol olarak bulunmuştur. Entalpi değişimi ise Cu(II) için 15.38 kJ/mol ve Cd(II) için 20.13 kJ/mol olarak bulunmuştur. Kinetik verilere yalancı birinci derece ve yalancı ikinci dereceyle beraber intrapartikül difüzyon modelleri uygulanmıştır. En uygun uyum, yalancı ikinci derece modeli ile gerçekleştirilmiş ve intrapartikül difüzyon mekanizmasının varlığı belirtilmiştir. İncelenen termodinamiğin metal iyonları ve kitin arasında çalışan bir endotermik, dissosiyatif, doğal ve fiziksel bir adsorpsiyon olduğunu göstermiştir. Buna ek olarak, iki metalin sinerjik etkisi fark edilmiş ve ikili metal sisteminde incelenmiştir. Sonuçlar, iki metalin eş zamanlı olarak katılmasının sadece adsorpsiyon kabiliyetini azaltmadığını aynı zamanda emandan çıkarmayı da geliştirdiğini gösteriyor.The adsorption of single and binary Cu(II) and Cd(II) onto chitin was examined in the batch system. The influence of primary pH, temperature, and initial single and binary metal concentrations on the adsorption equilibrium and kinetics of every constituent, together single and binary combination were studied. The equilibrium uptakes of single and binary Cu(II) and Cd (II) were increased with increasing temperature up to 40 oC. The chitin selectively adsorbed single Cu(II), binary Cu(II) and Cd(II) ions at pH= 4.5, while single Cd(II) ions were adsorbed by the chitin at pH 5.0. The Freundlich, Langmuir, and Tempkin adsorption models were utilized for the mathematical definition of the adsorption equilibrium and isotherm constants were assessed at different temperatures (20, 30 and 40 oC). The single and binary constituent system was well defined with the Langmuir isotherm model. The maximum Cu(II) and Cd(II) adsorption capacity of chitin calculated Langmuir model were as high as 5.80 and 6.87 mg/g for single Cu(II) and Cd(II), 6.01 and 8.41 mg/g for binary Cu(II) and Cd(II), respectively. The results showed that adsorption of single and binary Cu(II) and Cd(II) onto chitin were endothermic and natural. Kinetics studies were carried out in the temperarure range of 20–40 oC. The stimulation energies of the adsorption were determined as 1.34 and 2.55 kJ mol?1 for single Cu(II) and Cd(II), respectively. Utilizing the thermodynamic equilibrium coefficients obtained at different temperature, the Gibbs free energy changes ?3.78 k/J mol for single Cu(II) and ?4.15 kJ /mol for single Cd(II) at 40 oC, enthalpy changes 15.38 kJ/ mol for Cu(II) and 20.13 kJ/ mol for Cd(II) of adsorption were also determined, respectively. The pseudo-first order, pseudo-second order and intraparticle diffusion models were applied to the kinetic data. The pseudo-second order kinetic fitted well model and the presence of intraparticle diffusion mechanism was specified. Thermodynamic examined presented an endothermic, dissociative, natural and a physical adsorption operating among the metal ions and the chitin. In addition, a synergistic influence of two metals has been noticed and examined in the binary metal system. The results signify that not only the concurrent attendance of the two metals does not lessen the adsorption ability, but also improves their removal from the emanation.