ISSN: 1304-7191 | E-ISSN: 1304-7205
Sorption Isotherms and Modeling Studies of HDTMA for Adsorption onto Vermiculite, Perlite and Zeolite Clays
1Istanbul Technical University, Chemical Engineering Department, ISTANBUL
Sigma J Eng Nat Sci 2014; 32(3): 311-320
Full Text PDF

Abstract

In this study, as being a cationic surfactant, hexadecyltrimethylammonium bromide (HDTMA-Br) sorption on vermiculite, perlite and zeolite was investigated. Because of using cationic surfactant as softener in the last rinsing, it is discharged as household waste to environmental media at high concentrations. Therefore, removal of cationic surfactants from environmental media is important. Sorption characteristics were searched in terms of sorption capacities and Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Redushkevich isotherm models using batch method. After changing surface of adsorbents to their homoinonic forms by using NaCl, surfaces were become suitable for sorption of positively charged surfactant molecules. HDTMA sorption on vermiculite was best described by Freundlich isotherm model, while Langmuir model was fitted well for perlite and zeolite. Also, experimental and theoretical qe values were compared and found that they were fitted well with each other. As a result of experiments, it was found that retained HDTMA by adsorbents were 99%, 75% and 96.5% for vermiculite, perlite and zeolite,
respectively. It is assumed that the major mechanisms for the sorption of HDTMA on adsorbent are ion exchange between Na ions and HDTMA molecules, electrostatic interaction between negatively charged surface and positively charged surfactant molecules, and also hydrophobic interactions between hydrophobic sides of HDTMA molecules.


Vermikülit, Perlit ve Zeolit Üzerine HDTMA Adsorpsiyonunun Sorpsiyon İzotermleri ve Modellemeleri
1
Sigma Journal of Engineering and Natural Sciences 2014; 3(32): 311-320

Bu çalışmada, bir katyonik surfaktan olan hegzadesiltrimetilamonyum bromür (HDTMA-Br)’ün vermikülit, perlit ve zeolit yüzeyine adsorpsiyonu incelenmiştir. Katyonik surfaktanların son yıkama suyunda yumuşatıcı olarak kullanılması nedeniyle, evsel atık olarak çevreye yüksek konsantrasyonlarda deşarj edilmektedir. Bu nedenle, katyonik surfaktanların çevresel ortamdan giderimi önem kazanmaktadır. Sorpsiyon karakteristikleri, kesikli sistemde sorpsiyon kapasiteleri ve Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Redushkevich izoterm modelleri kullanılarak aydınlatılmaya çalışılmıştır. Adsorban yüzeylerinin NaCl kullanılarak homoiyonik forma dönüştürülmesi ile yüzeyler pozitif yüklü surfaktan molekülünü tutmaya elverişli hale gelmiştir. Vermikülit yüzeyine HDTMA sorpsiyonu Freundlich izoterm modeline uygunluk gösterirken, perlit ve zeolit yüzeyine HDTMA sorpsiyonu ise Langmuir izoterm modeline uygunluk göstermiştir. Ayrıca, deneysel ve teorik qe değerlerinin karşılaştırılması sonucu, bu değerlerin birbirleri ile uyumlu olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Denemeler sonucunda, vermikülit, perlit ve zeolit adsorbanlarının HDTMA tutma yüzdeleri sırasıyla %99, %75 ve %96.5 olarak bulunmuştur. Adsorban üzerine HDTMA sorpsiyon mekanizması, yüzeydeki Na iyonları ile HDTMA molekülü arasındaki iyon değişimi, pozitif yüklü HDTMA molekülünün negatif yüklü yüzeye elektrostatik olarak tutunması ve HDTMA moleküllerinin hidrofobik uçları arasındaki etkileşim adımlarından oluştuğu düşünülmektedir.