Yıl 2018, Cilt 6, Sayı 3, Sayfalar 182 - 191 2018-09-30

Application of Response Surface Methodology in the Optimization of Copper (II) Adsorption Process from Aqueous Solution
Sulu Çözeltiden Bakır (II) Adsorpsiyon Sürecinin Optimizasyonunda Yüzey Yanıt Metodolojisinin Uygulanması

Yunus Şimşek [1]

18 41

In this study, Brassica Napus straw was used as an adsorbent to eliminate Copper (II) from aqueous solution. In batch adsorption experiments with a fixed contact time of 120 min, experimental variables were selected as pH (2-10), metal solution concentration (2-10 mg/L), adsorbent dosage (0.03-0.07 g), and temperature (30-50 °C). These four independent variables were optimized using response surface methodology based on a four-independent variable face-centered central composite design. The optimum conditions for Copper (II) adsorption were found to be Copper (II) ion concentration of 7.3 mg/L, pH of 5.9, 0.03 g of adsorbent dosage, and temperature of 33 °C . At the optimized conditions, up to 79 % Copper (II) heavy metal ions managed to remove from heavy metal solution onto Brassica Napus straw. The face-centered central composite design proposed turned out be the best statistical model to predict the response with good accuracy and a high regression coefficient (R2=0.992). Results clearly suggest that Brassica Napus straw can be used for the Copper (II) adsorption as a low-cost adsorbent.

Bu çalışmada sulu çözeltilerden Bakır (II) giderimi için ham Brassica Napus bitki sapları adsorban olarak kullanılmıştır. Kesikli adsorpsiyon deneylerinde sabit 120 dakikalık temas süresince, pH (2-10), metal çözelti derişimi (2-10 mg/L), adsorban miktarı (0.03-0.07 g), ve sıcaklık (30-50 °C) adsorpsiyon deney değişkenleri olarak seçilmiştir.  Bu dört bağımsız değişken yüzey merkezli merkezi birleşik tasarımına dayanan yüzey yanıt yöntemi kullanılarak optimize edilmiştir. Bakır (II) adsorpsiyonu için optimum koşullar 7.3 mg/L bakır (II) iyon derişimi, 5.9 pH, 0.03 g adsorban miktarı ve 33 °C olduğu yüzey merkezli merkezi birleşik tasarım yöntemi ile bulunmuştur. Elde edilen bu optimum koşullarda, adsorbanının  %79 kadar Bakır (II) ağır metal giderimini gerçekleştirdiği deneysel yöntemlerle hesaplanmıştır. Önerilen yüzey merkezli merkezi birleşik tasarımının iyi bir doğruluk ve yüksek regresyon katsayına (R2=0.992) sahip en iyi istatiksel yöntem olduğu bulunmuştur. Sonuçlar açık bir biçimde Brassica Napus bitki saplarının ucuz bir adsorban olarak Bakır (II) giderimi için kullanılabileceğini göstermektedir.

  • [1] A. Ghaedi, M. Ghaedi, A. Vafaei, N. Iravani, M. Keshavarz, M. Rad, I. Tyagi, S. Agarwal, and V. K. Gupta, “Adsorption of copper (II) using modified activated carbon prepared from Pomegranate wood: Optimizationbybeealgorithmandresponsesurfacemethodology,” Journal of Molecular Liquids, vol. 206, pp. 195–206, 2015.
  • [2] H. Setiabudi, R. Jusoh, S. Suhaimi, and S. Masrur, “Adsorption of methylene blue onto oil palm (Elaeisguineensis) leaves: Process optimization, isotherm, kinetics and thermodynamic studies,” Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, vol. 63, pp. 363–370, 2016.
  • [3] H. Mahmoodian, O. Moradi, B. Shariatzadeha, T. A. Salehf, I. Tyagi, A. Maity, M. Asif, and V. K. Gupta, “Enhanced removal of methyl orange from aqueous solutions by poly HEMA–chitosan-MWCNT nano-composite,” Journal of Molecular Liquids, vol. 202, pp. 189–198, 2015.
  • [4] A. Hassani, L. Alidokht, A. Khataee, and S. Karaca, “Optimization of comparative removal of two structurally different basic dyes using coal as a low-cost and available adsorbent,” Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, vol. 45, no. 4, pp. 1597–1607, 2014.
  • [5] V. Njoku, K. Foo, M. Asif, and B. Hameed, “Preparation of activated carbons from rambutan (Nepheliumlappaceum) peel by microwave-induced KOH activation for acid yellow 17 dye adsorption,” Chemical Engineering Journal, vol. 250, pp. 198–204, 2014.
  • [6] N. Gupta, A. K. Kushwaha, and M. Chattopadhyaya, “Adsorption studies of cationic dyes onto Ashoka (Saraca asoca) leaf powder,” Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, vol. 43, no. 4, pp. 604–613, 2012.
  • [7] B. Hameed, D. Mahmoud, and A. Ahmad, “Equilibrium modeling and kinetic studies on the adsorption of basic dye by a low-cost adsorbent: Coconut (Cocos nucifera) bunch waste,” Journal of Hazardous Materials, vol. 158, no. 1, pp. 65–72, 2008.
  • [8] H. Fan, J. Yang, T. Gao, and H. Yuan, “Removal of a low-molecular basic dye (Azure Blue) from aqueous solutions by a native biomass of a newly isolated Cladosporium sp.:Kinetics, equilibrium and biosorption simulation,” Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, vol. 43, no. 3, pp. 386–392, 2012.
  • [9] M. S. Umar, P. Jennings, and T. Urmee, “Sustainable electricity generation from oil palm biomass wastes in Malaysia: An industry survey,” Energy, vol. 67, pp. 496–505, 2014.
  • [10] X. Jin, M. Zheng, B. Sarkar, R. Naidu, and Z. Chen, “Characterization of bentonite modified with humic acid for the removal of Cu (II) and 2,4-dichlorophenol from aqueous solution,” Applied Clay Science, vol. 134, pp. 89–94, 2016.
  • [11] Tarım Bakanlığı, URL:http://www.tarim.gov.tr/sgb/Belgeler/SagMenuVeriler/BUGEM.pdf
  • [12] R. Singh, R. Chadetrik, R. Kumar, K. Bishnoi, D. Bhatia, A. Kumar, N. R. Bishnoi, and N. Singh, “Biosorption optimization of lead(II), cadmium(II) and copper(II) using response surface methodology and applicability in isotherms and thermodynamics modeling,” Journal of Hazardous Materials, vol. 174, no. 1-3, pp. 623–634, 2010.
  • [13] F. Ghorbani, H. Younesi, S. M. Ghasempouri, A. A. Zinatizadeh, M. Amini, and A. Daneshi, “Application of response surface methodology for optimization of cadmium biosorption in an aqueous solution by Saccharomy cescerevisiae,” Chemical Engineering Journal, vol. 145, no. 2, pp. 267–275, 2008.
  • [14] M. Iqbal, N. Iqbal, I. A. Bhatti, N. Ahmad, and M. Zahid, “Response surface methodology application in optimization of cadmium adsorption by shoewaste: A good option of waste mitigation by waste,” Ecological Engineering, vol. 88, pp. 265–275, 2016.
  • [15] Q. Manzoor, R. Nadeem, M. Iqbal, R. Saeed, and T. M. Ansari, “Organic acids pretreatment effect on Rosabourbonia phyto-biomass for removal of Pb(II) and Cu(II) from aqueous media,” Bioresource Technology, vol. 132, pp. 446–452, 2013.
  • [16] Y. Wu, Z. Ming, S. Yang, Y. Fan, P. Fang, H. Sha, and L. Cha, “Adsorption of hexavalent chromium onto Bamboo Charcoal grafted by Cu2 -N-amino propyl silane complexes: Optimization, kinetic, and isotherm studies,” Journal of Industrial and Engineering Chemistry, vol. 46, pp. 222–233, 2017.
  • [17] S. Vilvanathanand S. Shanthakumar, “Ni (II) adsorption onto Chrysanthemum indicum: Influencing factors, isotherms, kinetics, and thermodynamics,” International Journal of Phytoremediation, vol. 18, no. 10, pp. 1046–1059, 2016.
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik
Yayımlanma Tarihi Eylül
Dergi Bölümü Makaleler
Yazarlar

Yazar: Yunus Şimşek (Sorumlu Yazar)
Kurum: Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi
Ülke: Turkey


Bibtex @araştırma makalesi { apjes393848, journal = {Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi}, issn = {}, eissn = {2147-4575}, address = {Akademik Platform}, year = {2018}, volume = {6}, pages = {182 - 191}, doi = {10.21541/apjes.393848}, title = {Sulu Çözeltiden Bakır (II) Adsorpsiyon Sürecinin Optimizasyonunda Yüzey Yanıt Metodolojisinin Uygulanması}, key = {cite}, author = {Şimşek, Yunus} }
APA Şimşek, Y . (2018). Sulu Çözeltiden Bakır (II) Adsorpsiyon Sürecinin Optimizasyonunda Yüzey Yanıt Metodolojisinin Uygulanması. Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 6 (3), 182-191. DOI: 10.21541/apjes.393848
MLA Şimşek, Y . "Sulu Çözeltiden Bakır (II) Adsorpsiyon Sürecinin Optimizasyonunda Yüzey Yanıt Metodolojisinin Uygulanması". Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi 6 (2018): 182-191 <http://dergipark.gov.tr/apjes/issue/38780/393848>
Chicago Şimşek, Y . "Sulu Çözeltiden Bakır (II) Adsorpsiyon Sürecinin Optimizasyonunda Yüzey Yanıt Metodolojisinin Uygulanması". Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi 6 (2018): 182-191
RIS TY - JOUR T1 - Sulu Çözeltiden Bakır (II) Adsorpsiyon Sürecinin Optimizasyonunda Yüzey Yanıt Metodolojisinin Uygulanması AU - Yunus Şimşek Y1 - 2018 PY - 2018 N1 - doi: 10.21541/apjes.393848 DO - 10.21541/apjes.393848 T2 - Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 182 EP - 191 VL - 6 IS - 3 SN - -2147-4575 M3 - doi: 10.21541/apjes.393848 UR - http://dx.doi.org/10.21541/apjes.393848 Y2 - 2018 ER -
EndNote %0 Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi Sulu Çözeltiden Bakır (II) Adsorpsiyon Sürecinin Optimizasyonunda Yüzey Yanıt Metodolojisinin Uygulanması %A Yunus Şimşek %T Sulu Çözeltiden Bakır (II) Adsorpsiyon Sürecinin Optimizasyonunda Yüzey Yanıt Metodolojisinin Uygulanması %D 2018 %J Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi %P -2147-4575 %V 6 %N 3 %R doi: 10.21541/apjes.393848 %U 10.21541/apjes.393848
ISNAD Şimşek, Yunus . "Sulu Çözeltiden Bakır (II) Adsorpsiyon Sürecinin Optimizasyonunda Yüzey Yanıt Metodolojisinin Uygulanması". Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi 6 / 3 (Eylül 2018): 182-191. http://dx.doi.org/10.21541/apjes.393848