Kil-kitosan kompoztini kullanarakatıksulardan ağır metal civa (HG) vearsenik (AS) giderimi: karakterizasyonu vemekanizmanın yorumlanması
Removal of heavy metals mercury (HG) andarsenic (AS) from wastewater using clay-chitosan composite: characterization and interpretation of mechanism
- Tez No: 1004089
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN ARSLANOĞLU, DOÇ. DR. ZEYNEP MİNE ŞENOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kil, Kitosan, Cıva (Hg), Arsenik (As), Adsorpsiyon, Kompozit, Taguchi Optimizasyonu, Atık Su Arıtma, Clay, Chitosan, Mercury (Hg), Arsenic (As), Adsorption, Composite, Taguchi Optimization, Wastewater Treatment
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Endüstriyel üretim ve madencilik faaliyetlerinin artmasıyla ağır metal kirliliği önemli bir çevre sorunu hâline gelmiştir. Özellikle cıva (Hg) ve arsenik (As), toksik ve biyobirikim özellikleri nedeniyle ekosistem ve insan sağlığı için ciddi riskler oluşturmaktadır. Bu nedenle, bu metallerin sulu ortamlardan giderimi için çevre dostu ve etkin adsorbanların geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, kil ve kitosan kullanılarak çevreyle uyumlu bir kompozit adsorban sentezlenmiş ve bu malzemenin atıksulardan Hg ve As metal iyonlarının giderimindeki performansı araştırılmıştır. Sentezlenen Kil-Kitosan kompozitinin yapısal, morfolojik ve termal özellikleri çeşitli karakterizasyon teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Elde edilen bulgular, kitosanın amino ve hidroksil gruplarının kil yüzeyi ile etkileşime girerek kompozit yapıya başarıyla dahil olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca, metal iyonlarının adsorpsiyonu sonrasında kompozit yüzeyinde meydana gelen morfolojik değişimler ve elementel dağılımdaki farklılıklar, ağır metal iyonlarının adsorban yüzeyine etkin bir şekilde tutunduğunu göstermiştir. Çalışmada, Kil-Kitosan kompozitinin Hg ve As gideriminde pH (2–11), başlangıç metal konsantrasyonu (10–50 mg/L), adsorban dozu (1–10 g/L), sıcaklık (20–80 °C) ve temas süresi (10–720 dk) parametrelerinin etkileri incelenmiş; elde edilen sonuçlar oluşturulan grafiklerle desteklenmiştir. Adsorpsiyon verileri, Taguchi L25(5⁵) deney tasarımı ve ANOVA analiziyle değerlendirilmiş; optimum koşullar pH 6.5, sıcaklık 50 °C, adsorban dozu 7,625 g/L ve temas süresi 187,5 dk olarak belirlenmiştir. Bu koşullarda giderim verimleri Hg için %95.6, As için %93.2 olarak bulunmuştur. Elde edilen sonuçlar, Kil-Kitosan kompozitinin ağır metal iyonlarına karşı yüksek adsorpsiyon kapasitesine sahip olduğunu ve etkileşim mekanizmasının elektrostatik çekim ile kompleksleşme yoluyla gerçekleştiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
With the increase in industrial production and mining activities, heavy metal pollution has become a critical environmental issue. Mercury (Hg) and arsenic (As) are of particular concern due to their toxic, persistent, and bioaccumulative nature, posing serious risks to ecosystems and human health. Therefore, the development of environmentally friendly, low-cost, and effective adsorbents for their removal from aqueous environments is of great importance. In this study, an eco-friendly clay–chitosan composite adsorbent was synthesized and evaluated for the removal of Hg and Asions from wastewater. The structural, morphological, and thermal properties of the synthesized composite were characterized using various analytical techniques. The results confirmed that the amino and hydroxyl functional groups of chitosan were successfully incorporated into the clay matrix through strong interactions. Morphological changes and variations in elemental distribution observed after adsorption further demonstrated the effective binding of heavy metal ions onto the composite surface. The effects of pH, initial metal concentration, adsorbent dose, temperature, and contact time on removal efficiency were systematically investigated. Adsorption data were analyzed using Taguchi L25 (5⁵) experimental design and ANOVA. Optimal conditions were determined as pH 6.5, temperature 50 °C, adsorbent dose 7.625 g/L, and contact time 187.5 min. Under these conditions, removal efficiencies of 95.6% for Hg and 93.2% for As were achieved, indicating that adsorption occurred primarily through electrostatic attraction and complexation mechanisms.
Benzer Tezler
- Kitosan/kil kompozitin hazırlanması ve sulu çözeltilerden pestisit adsorpsiyonu için kullanılması
Preparation of the chitosan/clay composite and usage for the adsorption of pesticide from aqueous solutions
DİLEK AKÇAY
- Atıksulardaki kadmiyum(II) ve nikel(II) iyonlarının tekli ve ikili karışımlarının kitosana, kile ve kitosan-kil kompozitine adsorpsiyonunun kesikli ve sürekli sistemlerde incelenmesi
Investigation of the adsorption of single and binary mixtures of cadmium(II) and nickel(II) ions in wastewaters on chitosan, clay and chitosan-clay composite in batch and continuous systems
KAZIM SEZER
Doktora
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜMRİYE AKSU
- Kitosan ve montmorillonit kili kompoziti ile kontrollü ilaç salımı
Controlled drug release from chitosan and montmorillonit clay composite
FUNDA ALTUNKAYNAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Polimer Bilim ve TeknolojisiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURDAN SARAÇOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ MÜJGAN OKUR
- Uranil katyonlarının hümik asit immobilize kitosan/PVA kompoziti üzerinde adsorpsiyon ve desorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Investigation of adsorption and desorption properties of uranyl cations on humic acid immobilized chitosan/PVA composite
NERGİZ ZEYNEP KANMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiYalova ÜniversitesiKimya ve Süreç Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEHİME JÜLİDE HIZAL YÜCESOY
- Kitosan/organokil biyonanokompozitlerinin sentez ve karakterizasyonu
Synthesis and characteization of chitosan/organoclay bionanocomposites
RESUL ŞAHİN