Sürdürülebilir Kalkınma Amaçları

• 1

• MakaleYalnız künye2026Scopus SJRQ3/r/munzur/830
  Optimization and Modeling of Brilliant Yellow Removal Via Neodymium-Infused Polymeric Hydrogel: A Central Composite Design Study

  Pıhtılı Yıldız, Güzin; Tanyol, Mehtap; Demir, Ferhat

  This study investigates the adsorption performance of a neodymium (III)-reinforced Poly(acrylamide-co-N-vinylimidazole) hydrogel composite [P(AAm-co-NVI)/Nd3+] for the removal of brilliant yellow (BY) dye from aqueous media. The hydrogel structure and metal–polymer interactions were characterized using FT-IR, TGA, SEM, and XRD analyses. The adsorption process was systematically optimized using a central composite design (CCD) approach combined with response surface methodology (RSM). The CCD-RSM second-order model exhibited a good fit to the experimental data (R2 = 0.9350), as supported by ANOVA. Numerical optimization revealed a maximum removal efficiency of 99.13% at a hydrogel dosage of 0.08 g/100 mL, an initial BY concentration of 81.68 mg/L, and a contact time of 61.73 min. Langmuir and the Freundlich isotherms were used in modeling the adsorption data. When the correlation coefficients of both models were compared, it was observed that the Langmuir isotherm provided a better fit for adsorption. The enhanced adsorption performance is attributed to the presence of Nd3+ ions, which promote additional electrostatic interactions and coordination sites between the hydrogel matrix and anionic dye molecules. The results demonstrate that Nd3+-reinforced hydrogels can serve as efficient and tunable adsorbent systems, particularly when process parameters are optimized statistically.

  • 
  AtıfScopus1·WoS1·OpenAlex1

  İncele
• Yüksek Lisans TeziAçık Erişim2025/r/munzur/7317
  Neodimyum ile katkılanmış polimer kompozit sentezi ve boyar madde giderimi için kullanılması

  Ferhat Demir

  Bu çalışmada ilk olarak, serbest radikalik in-sitü polimerizasyon yöntemi ile hidrojel özellik gösteren yeni bir adsorbent olarak kullanılan poli(Aam-co-N-VI)/Nd polimeri sentezlendi. Bu polimerin atıksulardan brilliant yellowu giderim performansı araştırılmıştır. Hidrojelin yapı aydınlatması fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) ile gerçekleştirildi. Adsorbentin yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM-EDX) metodu ile atomik ve moleküler yapısı X-ışını kırınımı spektrumu (XRD) ile araştırıldı. Brilliant yellow adsorpsiyon verimliliği adsorbent madde miktarı, başlangıç brilliant yellow konsantrasyonu, sıcaklık ve temas süresi gibi değişkenler araştırılarak kesikli sistemde incelenmiştir. En yüksek adsorpsiyon kapasitesi 150 mg/L başlangıç brilliant yellow konsantrasyonu, 0,08 g/100 mL poli (Aam-co-N-VI)/Nd dozajı, çözeltinin doğal pH'ında (9,45) ve 45 °C sıcaklıkta 183,68 mg/g olarak elde edilmiştir. Adsorpsiyon prosesi Langmuir izotermi ve hız belirleme basamaklarından biri olarak iç difüzyon ile birlikte yalancı ikinci mertebe kinetiğini takip etmiştir. Adsorpsiyon prosesinin endootermik ve kendiliğinden olduğu bulunmuştur. Adsorpsiyon prosesi üzerine seçilen parametrelerin etkileşim etkilerini belirlemek ve prosesin adsorpsiyon verimini optimize etmek için yanıt yüzey yöntemi (YYY)'nde bulunan merkezi kompozit tasarım (MKT) kullanılmıştır. Merkezi kompozit tasarım-yanıt yüzey yöntemine (MKT-YYY) dayalı ANOVA analizi, ikinci dereceden model tahmini ile deneysel değerler arasında iyi bir uyum olduğunu göstermiştir ve bunun sonucunda 0,9350'lik R2 değeri elde edilmiştir. Design-Expert yazılımı ile yapılan sayısal optimizasyon sonuçlarına göre, maksimum giderim verimi, 0,08 g/100 mL poli(Aam-co-N-Vl)/Nd miktarı, 81,68 mg/L başlangıç brilliant yellow konsantrasyonu ve 61,73 dk'lık reaksiyon süresi için %99,13 olarak bulunmuştur. Elde edilen deneysel sonuçlar, poli(Aam-co-N-VI)/Nd hidrojelinin sulu ortamdan brilliant yellow boyasını yüksek oranda uzaklaştırmada etkili olduğunu göstermiştir.

  İncele