Geri Dön

Atık sularda karbon aerojel ile ağır metal tutunması

Adsorption of heavy metals from the waste waters by means of carbon aerogel

  1. Tez No: 233868
  2. Yazar: MORAD A. RADHA
  3. Danışmanlar: PROF. DR. H. CANAN CABBAR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2008
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 145

Özet

Bulunduğumuz teknoloji çağında nüfusun hızla artması, sanayi ve tabi ki bilinçsizce doğaya bırakılan atıklar nedeni ile ekosistemimiz hızla kirlenmektedir. Bu kirliliğin en büyük nedenlerinden birisi de çevreye verilen ve içerisinde metal elementleri bulunan katı atıklar ve atık sularıdır. Metalik kirleticiler, organik kirleticiler gibi kimyasal ve biyolojik yollarla parçalanamazlar. Atık sulardaki metal kirliliğini gidermek için kullanılan yöntemlerden birisi, ağır metallerin adsorpsiyonudur.Bu çalışmada karbon aerojel ile kobalt iyonunun adsorpsiyonu araştırılmıştır. Bu amaçla araştırmada öncelikle karbon aerojel üretimi yapılmıştır. Sol - jel yöntemi ile farklı resorsinol /formaldehit, resorsinol/su mol oranlarında çalışılarak elde edilen aquajellerden, CO2 ile süper kritik şartlarda kurutma yapılarak aerojel elde edilmiştir. Elde edilen aerojellerden 950 °C'da piroliz işlemine tabii tutularak üretilen karbon aerojellerin arasından maksimum yüzey alanına sahip (466 m2/g) olan numuneler adsorpsiyon çalışmasında kullanılmıştır. Üretilen karbon aerojelin yüzey özelliğini incelemek amacıyla X- ışını analizi yapılmıştır.Kesikli sistem içerisinde Co (II) iyonunun ticari karbon aerojel üzerinde adsorpsiyonunda; temas süresi, pH, adsorban dozajı, sıcaklık, başlangıç konsantrasyonlarının etkisi incelenmiştir.Sıcaklık artışı ile adsorpsiyonun artmasından dolayı kimyasal adsorpsiyonun gerçekleştiği, ayrıca Co (II) iyonunun adsorpsiyonunun Langmuir izotermi ile uyum içinde olduğu gözlenmiştir.Cevap-yüzey metodu yaklaşımı ile adsorpsiyon sürecine önemli etkisi olan; pH, adsorban dozajı ve sıcaklık bağımsız değişken olarak seçilmiştir. İstatistiksel ikinci dereceden çok terimli denklem kullanılarak parametrelerin etkisinin Box-Wilson deneysel tasarım metoduna göre maksimizasyonu yapılmıştır. Co(II) için maksimum adsorpsiyon yüzdesi 94,63 olarak bulunduğu durumda, adsorban konsantrasyonu, pH ve sıcaklık değerlerinin sırasıyla 0,16 g adsorban/50mL çözelti, 9,92, ve 68,1°C olduğu belirlenmiştir. Ticari ve üretilen karbon aerojel ile optimum şartlarda yapılan adsorpsiyon deney sonuçlarına göre adsorpsiyon yüzdesi sırasıyla 91,58 ve 65,77 bulunmuştur.Optimum şartlarda adsorpsiyon deneylerinde kullanılan ticari karbon aerojeli çözeltiden filtre ile süzülmüş, filtrede kalan kobalt yüklü karbon aerojelden kobalt iyonlarının desorpsiyonu H2SO4, EDTA, HCl ve Na2CO3 nin 1M /50 mL çözeltileri ile incelenmiştir. Desorpsiyon yüzdesinin çok düşük olduğu (%7,09?0,9) belirlenmiştir. Bu sonuçlar da Co (II) iyonunun karbon aerojel üzerinde adsorpsiyonunun kimyasal adsorpsiyon olduğu sonucunu desteklemiştir.

Özet (Çeviri)

In our modern world, our ecosystem is rapidly polluted due to high population growth rate, industry and of course waste which are discharged to the environment unconsciously. One of the most important reasons of this pollution is solid wastes and waste waters which are being disposed of in the environment and contain heavy metals. Metallic pollutants, unlike organic pollutants, can not be decomposed by means of chemical and biological processes. One of the methods used to eliminate metallic pollutants from the waste waters is adsorption of the heavy metals.In this study, adsorption of cobalt ions by means of a carbon aerogel has been investigated. For this purpose, first of all a carbon aerogel has been produced in this research. Aerogels have been obtained by drying aquagels with CO2 under supercritical conditions which aquagels were obtained by using sol-gel method with various molar ratios of resorcinol / formaldehyde, resorcinol / water mixtures. Among these carbon aerogels which are produced by pyrolyzing the aerogels obtained at 950 °C, those samples who have maximum surface area (466 m2/g) have been used in adsorption study. X ray analysis was employed to examine surface characteristics of the carbon aerogels produced.In the adsorption of Co (II) ion on commercially available carbon in a batch system setup, effects of contact time, pH, adsorbent dose, temperature, initial concentrations on adsorption have been investigated. It was observed that chemical adsorption has taken place due to fact that adsorption increases with the increased temperature and that adsorption of Co (II) ion is in compliance with Langmuir isotherm.Three important variables which are influential on adsorption process, namely pH, adsorbent dose and temperature have been elected as independent variables with response-surface method approach. By using statistical quadratic multi-term equations, effects of the parameters have been maximized by using Box-Wilson experimental design method. In case maximum adsorption percentage for Co (II) has been determined to be 94,63%, adsorbent concentration, pH and temperature values have been determined to be 0,16 g absorbent /50 ml Cobalt (II), 9,92 and 68,1 °C respectively. In accordance with the results of the adsorption experiment carried out under optimum conditions with commercially available and our produced carbon gels, adsorption percentages have been determined to be 91,58 and 65,77% respectively.Desorption of cobalt ions which are retained on carbon aerogel particles remaining on the filter as a result of filtering from the solution of commercially available aerogels which are used in adsorption experiments under optimum conditions, was investigated by using 1 M /50 ml concentrations of H2SO4, EDTA, HCl and Na2CO3. It was determined that desorption rate is very low (7,09 ? 0,9). These results obtained, support the conclusion that adsorption of Co(II) ions on carbon aerogels is a result of chemical adsorption.

Benzer Tezler

  1. Karbon aerojellerin sentezi ve ağır metallerin adsorpsiyonunda kullanılması

    Synthesis of carbon aerogels and use in adsorption of heavy metals

    ELİF GÜRLER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Kimya MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FATMA TÜMSEK

  2. Gözenekli indirgenmiş grafen/aktif karbon (rGO/AC) kompozit aerojel eldesi ve sulu çözeltilerden boyar madde adsorpsiyon çalışması

    Production of porous reduced graphene/activated carbon (rGO/AC) composite aerogel and dye adsorption study from aqueous solutions

    RABİA ÖZER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Kimya MühendisliğiKonya Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İLKAY ÖZAYTEKİN

    DOÇ. DR. GÜLNİHAL KARA

  3. Uçucu kül esaslı aerojel hazırlanması ve organik moleküllerin adsorpsiyonu uygulamalarının araştırılması

    Preparation of fly ash-based aerogel and investigating their adsorption capacity of organic molecules

    ESRA BEDİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Polimer Bilim ve TeknolojisiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HATİCE DURAN DURMUŞ

  4. Çinko hidroksit kaplı aktif karbon ile sulu çözeltilerden metilen mavisi giderimi

    Removal of methylene blue from aquatic solutions with zinc hydroxide coated activated carbon

    SİMGE ÇABUKÇU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    KimyaSakarya Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ESRA ALTINTIĞ

  5. Polivinil alkol ve karbon nanotüp ile modifiye edilen kitosan kullanılarak atık sulardan CR(VI) giderimi

    The usage of polyvinyl and carbon nanotubes modified chitosan for the removal of chromium (VI) from waste water

    DENİZ SAYİD

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURAN DEVECİ AKSOY