Co (II) - Imprinted Polymer Beads for Cationic Dye Removal from Water

Abstract

An adsorbent (Co(II)-imprinted polymer beads) was prepared using PVA/SA. The adsorbent was used to remove cationic dye (crystal violet) efficiently. Batch adsorption studies were performed in respect to variation in solution pH, dosage, initial dye concentration, contact time, temperature and binary system to check the effectiveness of the prepared beads in adsorbing CV. The adsorption kinetics, thermodynamics and isotherm were evaluated based on the parameters listed above. Structural characterization was done on the prepared and adsorbed beads using FTIR. Maximum dye adsorption of 94 % was attained at pH 9, using 0.15 g adsorbent dose, at 90 min of contact time, with an initial CV concentration of 20 mg/L. Also the removal of CV is almost not affected by the presence of other cationic pollutants (methylene blue dye) in a binary system. The FTIR characterization revealed that CV was adsorbed onto the prepared adsorbent successfully and that the carboxyl group of the PVA/SA took part in the reaction. The kinetic studies indicates that the adsorption process aligned with the pseudo second-order kinetics. The thermodynamics parameters show that the adsorption process of CV onto Co-imprinted beads were exothermic, spontaneous and tends towards orderliness at low temperatures between 298 and 308 K. The ∆G value indicates a Physisorption process. The isotherm studies indicates that the adsorption mechanism is best explained by the Langmuir isotherm. The study has demonstrated that the prepared adsorbent (Co(II)-imprinted polymer beads) has a potential in adsorbing crystal violet dye from aqueous solutions. Keywords: Co(II)-imprinted polymer beads; Crystal Violet dye; Adsorption studies; Adsorption kinetics; Isotherm studies

ÖZ: PVA / SA kullanılarak bir adsorbent malzem (Co (II) baskı polimer kürecikler) hazırlandı.Bu adsorbent, katyonik kristal Violet (CV) boyanın verimli bir şekilde adsorb edilmesinde kullanıldı. Hazırlanan küreciklerin CV adsorbsiyonundaki etkinliğini kontrol etmek için çözelti pH'ındaki, başlangıçtaki boya konsantrasyonundaki, temas süresindeki, dozajdaki, sıcaklıktaki ve ikili sistemdeki değişimleri incelemek için seri adsorpsiyon çalışmaları yapılmıştır. Adsorpsiyon kinetiği, termodinamik ve izotermler yukarıda listelenen parametrelere göre değerlendirildi. FTIR kullanılarak hazırlanan ve adsorbe edilen kürecikler üzerinde yapısal karakterizasyon yapıldı. Maksimum değer olan % 94 boya adsorpsiyonuna PH 9, 0.15 g adsorban dozu, 90 dakika temas süresi, 298 K ve 20 mg / L'lik bir başlangıç CV konsantrasyonuyla ulaşıldı. Ayrıca CV'nin adsorpsiyonunun, ikili bir sistemdeki diğer katyonik kirleticilerin varlığından neredeyse etkilenmediği saptandı. FTIR karakterizasyonu, CV'nin hazırlanan adsorbent üzerine başarıyla adsorbe edildiğini ve PVA / SA'nın karboksil grubunun reaksiyonda yer aldığını ortaya çıkardı. Kinetik çalışmalar, adsorpsiyon işleminin yalancı ikinci dereceden denklem ile tutarlı olduğunu göstermektedir. Termodinamik parametreler, CV'nin baskı kürecikler tarafından adsorpsiyon sürecinin ekzotermik olduğunu, kendiliğinden düzenli olma eğiliminde olduğunu ve 298 ile 308 K arasındaki düşük sıcaklıklarda verimli olduğunu göstermektedir. ∆G değeri, adsorpsiyon sürecinin fiziksel bir süreç olduğunu gösterdi. İzoterm çalışmaları, adsorpsiyon sürecinin en iyi Langmuir izotermiyle açıklandığını göstermektedir. Bu çalışma, hazırlanan malzemenin (Co (II) baskı polimer kürecikler) kristal violet boyanın sulu çözeltiden uzaklaştırılmasında absorbent malzeme olarak kullanılma potansiyeline sahip olduğunu göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Co (II) baskı polimer kürecikleri; Kristal violet boya; Adsorpsiyon çalışmaları; Adsorpsiyon kinetiği; İzoterm çalışmaları