Comparative adsorption studies of heavy metal ions on chitin and chitosan biopolymers
Kitin ve kitosan biyopolimerleri üzerine ağır metal iyonlarının karşılaştırmalı adsorpsiyon çalışmaları
- Tez No: 202153
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HÜRRİYET POLAT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 153
Özet
Bu çalışmada ağır metal iyonlarının (Cu2+, Pb2+, Cd2+, Ni2+) kitin ve kitosan biyopolimerlerince tutunma performansları karşılaştırılmalı olarak incelenmiştir. Bu amaç doğrultusunda kitosan biyopolimeri kitinden elde edilmiş ve her iki biyopolimerde adsorpsiyon deneyleri öncesi çeşitli analitik ve enstrumental yöntemlerle karakterize edilmiştir. Adsorpsiyon deneyleri 5 dakikadan 24 saate kadar değişen çalkalama süresi, sekiz farklı başlangıç konsantrasyonu ve iki farklı sıcaklık ortamlarında gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler ağır metal iyonlarının heriki biyopolimer tarafından tutunma kapasitelerinin pH, katı-sıvı oranı, konsantrasyon ve sıcaklıkla önemli derecede değiştiğini göstermiş ve kitosan biyopolimerinin çalışılan bütün ağır metalleri tutma kapasitesi kitin biyopolimerine göre oldukça fazla olduğunu görülmüştür. Öbür yandan kitin ve kitosan biyopolimerlerinin ağır metal iyonlarını tutma sıralamasının aynı olduğu görülmüştür. (Cu2+ > Pb2+ > Cd2+> Ni2+). Bu sıralamada Cu2+, Cd2+ ve Ni2+ iyonlarının her iki biyopolimer üzerine Irwing-Williams Serisine uygun olarak tutunduğu saptanmıştır. Ağır metal iyonlarının kitin ve kitosan biyopolimerleri üzerine tutunma kinetiği incelenmiş ve her iki biyopolimer içinde ağır metal iyonlarının ikinci dereceden hız izleyerek tutunduğunu göstermiştir ve hız sabitlerinin aktivasyon enerjilerininde hesaplanmasıyla Cu2+ ve Pb2+ iyonları için kitin biyopolimer üzerine daha hızlı tutunduğunu saptanmıştır. Freundlich ve Langmuir izotermlerinin çalışılan bütün ağır metal iyonları için her iki biyopolimer üzerine adsorpsiyonuna uygulanabilirliği görülmüştür. Ağır metal iyonlarının kitin ve kitosan biyopolimerleri tarafından adsorpsiyonu thermodinamik açıdan incelenmiş ve ağır metal iyonlarının her iki biyopolimer üzerinede tutunmasının kendiliğinden ve endotermik olduğu saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study comparative adsorption studies of heavy metal ions (Cu2+, Pb2+, Cd2+, Ni2+) on chitin and chitosan biopolymers were performed to investigate the uptake performances. For this purpose chitosan was prepared from chitin in controlled experimental conditions and then these biopolymers were characterized with Elemental Analysis, Viscosity, FT-IR, Potentiometric Titration, XRD, SEM, Zeta Potential, Particle Size Distribution and TGA/DTA measurements. Batch adsorption experiments were performed at eight different initial heavy metal ion concentrations (10, 25, 50, 100, 250, 500, 750, 1000 m/L), two different temperatures (298.15 K and 328.15 K), time period ranging from 5 minutes to 1 day and pH of solutions ranging from 1 to 7. The results indicated that the uptake performence of chitin and chitosan biopolymer significantly changed with pH, adsorbent dosage, concentration and temperature. In general, chitosan biopolymer demonstrated greater fixation abbility for heavy metal ions than chitin. However the fixation trend of heavy metal ions on chitin and chitosan biopolymers was the same (Cu2+ > Pb2+ > Cd2+ > Ni2+). Moreover Irwing-Williams Series support the dominancy of the binding mechanism for Cu2+, Cd2+ and Ni2+ ions on both biopolymers. Adsorption of heavy metal ions on both chitin and chitosan biopolymers followed pseudo second order kinetics with the rate constant indicating faster adsorption on chitin for Cu2+ and Pb2+ ions and faster adsorption on chitosan for Cd2+ and Ni2+ ions. Both of the Freundlich and Langmuir adsorption isotherms seem to adequately represent the adsorption data obtained in this study. The positive value of enthalpy change (?Ho) and negative value of free energy change (?Go) shows the adsorption process is endothermic and spontaneous. Moreover obtained positive entropy changes (?So) show that an increase in randomness, is associating the adsorption of metal ions onto chitin and chitosan biopolymers.
Benzer Tezler
- The investigation of reuse of dried activated sludge for adsorption of Cd, Cr and Pb metals
Kurutulmuş aktif çamurun Cd, Cr ve Pb metallerinin adsorpsiyonunda kullanılmasının araştırılması
ELİF YENİLMEZ
- A comparative study on immobilization of Jack Bean urease on different matrices
Jack Bean kaynaklı üreaz enziminin değişik matrislere immobilizasyonu
ABDULLAH SAİD OKUŞLUK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULHALİM KILIÇ
- Ağır metal kirliliği içeren atıksularda çeşitli türdeki maya ve küf mantarı hücrelerinin büyüme kinetiğinin hücrelerdeki metal biyobirikimi ile biyosorpsiyonunun karşılaştırmalı incelenmesi
Comperative investigation of the growth kinetics and heavy metal bioaccumulation and biosorption of yeast and fungus cells in wastewaters containing heavy metal ions
TUĞBA ALP
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Kimya MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ÜNSAL AÇIKEL
- Elektrospinning tekniği ve UV ışımasının eşzamanlı olarak uygulanması ile nanofiber membranların uygulanması hazırlanması ve kıymetli metallerin adsorpsiyonunda
Preparation of nanofiber membranes by the implementation of electrospinning technique and UV radiation simultaneously and application on adsorption of precious metals
BİHTER ZEYTUNCU
Doktora
Türkçe
2014
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN AKMAN
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- Investigation of cobalt resistance in Rhodobacter sphaeroides at molecular level
Rhodobacter sphaeroides'de kobalt direncinin moleküler düzeyde incelenmesi
GÜNEŞ ATAY
Doktora
İngilizce
2024
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR