Literatür Özeti

Selomulya ve Ç.A. [65], atık sulardan Cr(VI) iyonu giderimi için Hindistan cevizi kabuğu, odun ve kömür tozu esaslı aktif karbonlar üretmişlerdir. Odun esaslı aktif karbonlar iyonize hidroksil grupları (L-tipi karbon), hindistan cevizi ve kömür tozu aktif karbonlar (H-tipi karbon) protonlanmış hidroksil grupları taşırlar. Hindistan cevizi ve kömür tozu aktif karbonların Cr(VI) iyonu adsorpsiyonu için en uygun pH değerini 3-4 aralığı, odun esaslı karbon için ise pH 2 olarak belirlemişlerdir.

Ranganathan [66] yaptığı çalışmada, casurina equisetifolia yapraklarını karbonize ettikten sonra sülfürik asit çözeltisi (1/1), fosfat tuzu (%10) ve çinko klorür çözeltisi ile (%25) farklı sıcaklıklarda aktive etmiştir. En iyi Cr(VI) iyonu adsorpsiyonu, sülfirik asit ve çinko klorür çözeltileri ile aktive edilerek üretilen aktif karbonlar kullanılarak pH 2.5-3.0 değerleri arasında gerçekleşmiştir. Adsorpiyon verileri Freundlich izotermi modeline uymuştur. Adsorbe olmuş Cr(VI), alkali ve sonrasında asitle muamele edilerek %64-80 oranında desorbe edilmiştir.

Hamadi ve Ç.A. [67], atık lastikler ve talaşın pirolozinden elde edilen aktif karbonlar ve ticari aktif karbon (F400) kullanarak Cr(VI) iyonu adsorpsiyonunu incelemişlerdir. Piroliz işlemi atık lastikler için 1173 K’de, talaş için 923 K’de gerçekleştirildikten sonra CO2 ile aktive edilmiştir. Üretilen aktif karbonların Cr(VI)

iyonu adsorpsiyon kapasiteleri ticari karbonla kıyaslanabilir miktarlarda olmuştur. Tüm karbonlar için maksimum adsorpsiyon pH 2’de gerçekleşmiştir. Adsorpsiyon

verileri Langmuir izotermi kullanılarak modellenmiş ve sorpsiyonun psödo (pseudo) ikinci derece kinetik modele uyduğu belirtilmiştir.

Park ve Kim [68], yaptıkları çalışmada %35 (ağ.) HCl çözeltisi ile anodik yüzey işleminin etkisini Cr(VI) adsorpsiyon özellikleri açısından incelemişlerdir. Asidik yüzey fonksiyonel grupları artan HCl reaksiyon işlem süresi ile artmıştır. Anodik yüzey işlemi boyunca spesifik yüzey alanı, toplam gözenek hacmi ve net adsorpsiyon ısısı hafifçe azalmıştır. Çalışmada adsorpsiyonun, gözenek yapılarından ziyade elektron verici bileşenlerle elektron alıcı olarak asitle muamele edilmiş aktif karbonlar arasındaki asit-baz etkileşimi ile kontrol edildiği belirtilmiştir.

Guo ve Ç.A. [52], hammadde olarak pirinç kabuğu kullanarak KOH ve NaOH çözeltileri ile aktive etmişlerdir. KOH çözeltisi ile hazırlanan gözenekli aktif karbonun yüzey alanı (3000 m2/g), NaOH çözeltisi ile hazırlanan aktif karbonun yüzey alanından (2500 m2_{/g) daha yüksek olduğu görülmüştür. Cr(VI) iyonu}

adsorpsiyon kapsitesinin gözenek çapı ve gözenek hacmi ile arttığını gözlemlemişlerdir. Kapasitenin pH 5’in altında yüksek, 8’in üzerinde ise ihmal edilebilir düzeyde olduğunu bildirmiş ve bu durumu elektrostatik kuvvetlerle açıklamışlardır. Ayrıca artan ortam sıcaklığına paralel olarak Cr(VI) iyonu adsorpsiyonunun arttığı gözlemlenmiştir.

Park ve Jang [69], Cr(VI) indirgenmesi için HCl ve NaOH çözeltileri ile muamele görmüş aktif karbonlarla çalışmışlardır. Çalışmada Cr(VI) iyonu adsorpsiyonu ve indirgenmesinin hem mikro gözenek yapıya hem de yüzey fonksiyonelliğine bağlı olduğu bildirilmiştir. Cr(VI) iyonu asitle muamele görmüş aktif karbonla daha etkili bir şekilde giderilmiştir. Bununla birlikte, alkali ile muamele görmüş aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesindeki düşüşün, spesifik yüzey alanındaki azalmadan dolayı meydana geldiğini belirtmişlerdir.

Hu ve Ç.A. [70], ürettikleri Hindistan cevizi kabuğu esaslı yüksek yüzey alanlı aktif karbonun, ticari aktif karbonlardan daha yüksek Cr(VI) iyon adsorpsiyonu kapasitesi gösterdiğini belirtmişlerdir. Çalışmada atık sulardan Cr(VI) iyon adsorpsiyonu için optimum pH’ın yaklaşık 3 olduğu, ayrıca mikro gözenekler ve mezo gözeneklerin her ikisinin de adsorpsiyonda önemli rol oynadıklarını bildirilmişlerdir. Bu çalışmacılara göre desorpsiyon daha çok mezo gözenekliliğe bağlı olduğundan, mezo gözenekli karbonlarda rejenerasyon daha kolay olmaktadır.

Kobya [71], atık sulardan Cr(VI) iyonu adsorpsiyonu için Corylus avellane türü fındık kabuğundan aktif karbon elde etmiştir. En iyi Cr(VI) iyonu adsorpsiyonu pH 1-2 arasında gerçekleşmiştir. Langmuir izoterm modeli kullanılarak hesaplanan maksimum adsorpsiyon kapasitesi pH 1’de 170 mg/g olarak bulunmuştur.

Khezami ve Capart’ın [72] 2005 yılında yaptıkları çalışmada, KOH çözeltisi aktivasyonu ile üretilmiş odun esaslı aktif karbon (AC) ve H3PO4 çözeltisi ile aktive

edilmiş olan ticari bir aktif karbon (Acticarbone CXV) ile Cr(VI) iyonun adsorpsiyonunu incelenmiştir. Adsorpsiyon kapasitesi her iki adsorban için de sıcaklık artışıyla artmıştır. Maksimum Cr(VI) iyonu adsorpsiyonu pH 3’de gerçekleşmiş ve 313 K’deki adsorpsiyon kapasitesi AC ve CXV için sırası ile 315 ve 186 mg/g olarak belirlenmiştir. Düşük pH’da adsorpsiyonun daha iyi olması, negatif yüzey yüklerinin aşırı proton iyonları ile nötralize olmasından dolayıdır. Bu hidrojen kromat iyonlarının (HCrO4) difüzyonunu ve sonraki adsorpsiyonunu kolaylaştırır.

Çalışmacılar ayrıca, Cr(VI) iyonunun asidik koşullarda ve aktif karbon varlığında Cr(III)’e indirgenebileceğini bildirmişlerdir. Çalışmada Cr(VI) iyon adsorpsiyonu kinetik açıdan incelenmiş ve psödo (pseudo) ikinci derece kinetik modele uyduğu belirtilmiştir. Ayrıca termodinamik parametreler hesaplanarak bulunmuş ve sonuçta Cr(VI) iyonu adsorpsiyonun endotermik olduğu sonucuna varılmıştır.

Mohanty ve Ç.A. [73], çinko klorür çözeltisi ile kimyasal aktivasyon yöntemi kullanarak bir tarımsal atık olan terminali arjuna fındıklarında aktif karbon üretmişler ve Cr(VI) iyonu adsorpsiyonda kullanmışlardır. Çinko klorür/hammadde oranı 3 olacak şekilde hazırlanmış olan numune, 773 K’de 1 saat aktive edilerek 1260 m2/g yüzey alana sahip aktif karbon elde edilmiştir. Denge izoterm verileri Langmuir ve Freundlich modellerinin her ikisine de uymuştur. Maksimum Cr(VI) adsorpsiyonu pH 1’de elde edilmiştir. Kinetik veriler, Lagergren birinci derece kinetik modeli ile ifade edilmiştir.

Liu ve Ç.A. [74], yaptıkları çalışmada Jianxin firmasından temin ettikleri ticari aktif karbon ile Cr(VI) iyonu adsorpsiyonunu incelemişlerdir. Ticari karbon (AC0) 363 K’deki nitrik asit çözeltisi ile 12 saat (AC1) işlem gördükten sonra NaOH ve NaCl çözeltileri karışımında 48 saat (AC2) bırakılmıştır. Modifiye aktif karbonların adsorpsiyon kapasitelerinin sırası AC2>AC1>AC0 olarak bulunmuştur.

Natale ve Ç.A. [75], Güney Afrika kömürü ve Aquakarb granül aktif karbon kullanarak sulu çözeltilerden krom iyonlarını gidermeye çalışmışlardır. Adsorpsiyonun çözelti pH’ı, farklı iyonların derişimini ve ayrıca karbon yüzeyi ile Cr(VI) iyonu arasındaki redoks reaksiyonunun varlığına bağlı olduğunu bildirmiştir. Cr(VI) iyonu adsorpsiyon mekanizmasını şu şekilde açıklamışlardır: Cr(VI) anyonlarının bir kısmı protonlanmış yüzeyde tutunurken, diğer kısmı yüzeydeki fenolik gruplarla Cr(III) iyonuna indirgenir. Aktif karbonun Cr(VI) iyonu adsorplama kapasitesi 7 mg/g iken kömür için bu değer 0.3 mg/g olarak belirlenmiştir. Her iki numunenin adsorpsiyon verileri Langmuir izoterm modeline daha çok uymuştur.

Sarin ve Ç.A. [76], okaliptus ağacı kabukları ile Cr(VI) iyonu adsorpsiyonunu termodinamik açıdan incelemişler ve adsorpsiyonun endotermik olduğunu bildirmişlerdir. 293-343 K sıcaklıkları arasında uygulanan adsorpsiyonun entropi değişimi, entalpi değişimi ve Gibbs serbest enerjisi değişimi sırası ile 100.97 kJ/mol, 33 kJ/mol ve -0.737 kJ/mol olarak hesaplanmıştır.

Jia ve Thomas [77], Hindistan kabuğu ile üretilen aktif karbon ile yaptıkları çalışmada, Cd(II) iyonu adsorpsiyonun aktif karbon gözenek yapısındaki değişikliklerle ilişkili olmadığı sonucuna varmışlardır. Cd(II) iyonu adsorpsiyonu ile asidik oksijen grupları arasında bir ilişki belirlemişler ve karboksilik asit gruplarının adsorpsiyona katkıda bulunduğunu göstermişlerdir. Aktif karbonda iki yönlü Cd(II) iyonu adsorpsiyonun olduğunu ve düşük adsorplanan madde derişiminde geri dönüşlü (irreversible) reaksiyonun baskın olduğu sonucuna varmışlardır.

Morena-Castilla ve Ç.A. [49], Sutcliff Carbons ve Kynol Europa firmalarından temin ettikleri ticari aktif karbonlarla yaptıkları çalışmada, aktif karbonun oksidasyonu sonucunda, yüzey asit fonksiyonel gruplarının, özellikle karbonil asit gruplarının artmasıyla yüzey negatif yükünün artarak Cd(II) iyonu adsorpsiyonunu önemli öçlüde arttırdığını saptamışlardır. Cd(II) iyonu adsorpsiyonu için ortamın pH değerinin 5 olmasının en iyi sonucu verdiğini belirtmişlerdir.

Burns ve Ç.A. [78], Avustralya kömüründen ürettikleri aktif karbonla yaptıkları çalışmada, pH 6 değerinin üzerinde Cd(II) iyonu adsorpsiyonunun azaldığını gözlemlemişlerdir. Cd(II) iyonlarının adsorpsiyonunu modellemeye çalışmışlar ve

sonuçta çözeltide ortamda bulunan H+ iyonlarının adsorpsiyonda önemli bir rol oynadığını belirtmişlerdir.

Singh ve Ç.A. [42], Cd(II) iyonu adsorpsiyonu kinetiği üzerine yaptıkları çalışmada, adsorpsiyon süresinin, pH değerinin, başlangıç derişiminin ve ortam sıcaklığının etkilerini incelemişlerdir. Sıcaklığın artmasıyla adsorpsiyon süresinin arttığı, ve adsorplama miktarının da arttığını gözlemlemişlerdir. Adsorpsiyonun ilk başta hızlı olduğunu, daha sonra yavaşlayarak ilerlediğini belirtmişlerdir. Kinetik incelemede Cd(II) iyonu adsorpsiyonunun film difüzyonu ile gerçekleştiğini vurgulamışlardır. Goyal ve Ç.A. [79], Norit N.V ve Ashland Petroleum Company’den temin ettikleri aktif karbonlar ile gerçekleştirdikleri Cu(II) adsorpsiyonu çalışmalarında, COO- fonksiyonel gruplarının yüksek miktarda bulunmasının Cu(II) iyonlarının adsorpsiyonunu arttırdığını gözlemlemişlerdir. Artan sıcaklıkla oksijen içeren yüzey fonksiyonel grupların sayısının azaldığını ve bunun sonucunda Cu(II) iyonlarının adsorpsiyon miktarının da azaldığını belirtmişlerdir.

Johnson ve Ç.A. [80], yerfıstığı kabuğundan ürettikleri aktif karbon ile Cu(II) adsorpsiyonunda pH ve tane boyutu etkilerini incelemişlerdir. Adsorpsiyon modelinin Langmuir’e uygun olduğunu gözlemlemişlerdir.

Pesavento ve Ç.A. [40], Filtrasorb 300, Chemviron adlı ticari aktif karbon kullanarak, Cu(II) iyonlarının adsorpsiyonunu incelemişlerdir. Adsorpsiyon pH aralığını 4-6 olarak bulmuşlar ve pH değerinin artmasıyla adsorplama miktarının arttığını gözlemlemişlerdir. Çözelti ortamında başka iyon varlığının yüzey fonksiyonel gruplara doğru bir yarış başlattıkları için, ortamdaki iyonların önemli pozitif etkisinin olduğunu vurgulamışlardır.

Larous ve Ç.A. [81], talaş tozundan ürettikleri aktif karbonla yaptıkları Cu(II) iyonu adsorpsiyonu çalışmalarında pH’ın, sıcaklığın, başlangıç derişiminin, adsorpsiyon süresinin, karışım hızının, katı-sıvı oranının ve iyonik çekim gücünün etkilerini incelemişlerdir. En önemli etkinin pH değeri olduğunu belirtmişlerdir. Adsorpsiyon izoterm modelinin hem Langmuir ile hem de Freundlich’e uyduğunu gözlemlemişlerdir.

Kalavaty ve Ç.A. [82], odun talaş tozundan ürettikleri aktif karbonun Cu(II) iyon adsorpsiyon kinetiğini incelemişlerdir. Adsorpsiyon için gerekli pH değerini 6 olarak bulmuşlardır. Adsorpsiyon modelinin Langmuir izotermine uyduğunu belirtmişlerdir.

Çeşitli kinetik model denklemlerini adsorpsiyon deney sonuçlarına uygulamışlar ve sonuçların psödo (pseudo) ikinci derece kinetik modele uyduğunu gözlemlemişlerdir. DeBarr ve Lizzio [83], kömürden üretilen aktif karbon ile yaptıkları çalışmada, SO2

gazının adsorpsiyon davranımında, serbest bölge sayısının, gözenek boyut dağılımının ve gözenek hacminin önemli bir rol oynadığını vurgulamışlardır. Azot içeren fonksiyonel grupların SO2 adsorpsiyonunda önemli oldukları belirtmişlerdir.

Guo ve Lua [84], palmiye yapraklarından üretilen aktif karbon ile yaptıkları SO2

adsorpsiyonu çalışmasında adsorpsiyon sıcaklığının 298 K’den 353 K’e artmasıyla SO2 adsorpsiyonunun, adsorpsiyon işleminin ekzotermik davranımından dolayı

azaldığını ifade etmektedirler. Adsorplanan maddenin kritik sıcaklığının üzerindeki sıcaklıklarda, maddenin Brownian hareketlerinden dolayı adsorpsiyonun gerçekleşemediği sonucuna varmışlardır.

Lua ve Guo [55], palmiye yapraklarından üretilen aktif karbon ile yaptıkları başka bir çalışmada, adsorpsiyon sıcaklığının ve ortamdaki SO2 derişiminin, adsorplanan SO2

miktarını ve adsorpsiyon denge süresini etkilediği sonucuna varmışlardır. Tane boyutunun sadece adsorpsiyon denge süresini etkilediğini ve BET yüzey alanı ile adsorpsiyon kapasitesi arasında doğrusal bir ilişkinin olduğunu belirtmişlerdir.

Davini [85], düşük kül içerikli aktif karbon ile yaptığı çalışmada, aktif karbon üzerinde SO2 adsorpsiyonun, gaz oksijen ve su buharı varlığında ve karbon matrisi

üzerindeki uygun karakteristik bölgelerden etkilendiğini göstermiştir. Adsopsiyon için en uygun bölgelerin bazik karakterde olduğu sonucuna varmıştır.

Davini [86], düşük kül içerikli aktif karbon ile yaptığı başka bir çalışmada, SO2

adsorpsiyonunun aktif karbon numunesinin artan burnoff’u ile arttığını ve böylece adsorpsiyonun numunenin asidik ve bazik yüzey bölgelerine, yüzey alanına ve gözenek boyut dağılımına bağlı olduğunu belirlemiştir. Düşük kül içerikli numuneler daha iyi SO2 adsorpsiyon davranımı sergilemiştir.

Mazumder ve Ç.A. [87], kömürden üretilen aktif karbon ile yaptıkları baca gazından SO2 giderimi çalışmasında, baca gazı bileşimi yoğunluğunun adsorpsiyon üzerinde

önemli bir etkisinin olduğunu ve bu gaz bileşimi yoğunluğunun N2 inert gazı ile

dengelenmesinin yararlı olduğunu gözlemlemişlerdir.

Chattopadhyaya ve Ç.A. [88], Saskatchewan linyitinden ürettikleri aktif karbon ile yaptıkları SO adsorpsiyonu çalışmalarında, adsorpsiyon koşullarını 348-448 K,

1000-5000 mg/l SO2 derişim ve 2-5.6 mm tane boyutu olarak almışlardır. Yüzey

alanı ve gözenek hacmi yüksek olan aktif karbonun daha fazla SO2 adsorpladığını