Removal of heavy metal ions by adsorption method
Ağır metal iyonlarının adsorpsiyon yöntemiyle uzaklaştırılması
- Tez No: 285078
- Danışmanlar: PROF. DR. SAADET YAPAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kil, Organokil, Cu+2 katyonları, setilpridinyum klorür, benzalkonyum klorür, adsorpsiyon, adsorpsiyon-çöktürme, Clay, organoclay, Cu+2 cations, cetylpyridinium chloride, benzalkonium chloride, adsorption, adsorption-flocculation
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
Bu tezde yaygın olarak kullanılan yöntemlerden farklı olarak, atık sulardaki Cu2+ katyonlarının kil ve yüzey aktif madde kullanarak adsorpsiyon-çöktürme yoluyla uzaklaştırılması incelendi. Yüzey aktif madde olarak CPC ve adsorpsiyon-çöktürme yönteminin kullanılması çalışmanın özgün yönüdür.Deneysel çalışmalar; kilin katyonik yüzey aktif maddeyi adsorplamasının incelenmesi, modifikasyon, Cu2+ adsorpsiyonu, adsorpsiyon-çöktürme ve karakterizasyon olarak gruplandırılabilir. Çalışmalarda çöktürmeyi sağlamak amacıyla katyonik yüzey aktif maddeler, setilpridinyum klorür (CPC) ve benzalkonyum klorür (BKC) kullanıldı.Adsorpsiyon denemeleri ile katyonik yüzey aktif maddenin adsorpsiyon davranışı üç aşama halinde incelendi. Öncelikle yüzey aktif maddenin adsorplanmasında gerekli olan dengeye ulaşma süresinin ve reaksiyon kinetiğinin tespit edilmesi için kinetik çalışmaları yapıldı. Katyonik yüzey aktif maddenin kil üzerine adsorplanma kinetiğini incelemek amacıyla deney verileri yalancı birinci ve yalancı ikinci mertebeden denklemler kullanılarak modellenmeye çalışıldı. Yapılan hesaplamalar sonunda adsorpsiyon kinetiğinin yalancı ikinci mertebe denklemlere uygun olduğu saptandı. İzoterm denemelerinde, kinetik çalışmalardaki yöntem farklı derişimlerde yüzey aktif çözeltileri kullanılarak tekrarlandı. Adsorpsiyon davranışı farklı izoterm eşitlikleri kullanılarak modellenmeye çalışıldı ve yüzey aktif maddenin kil üzerine adsorpsiyonunun Langmuir izotermine uygun olduğu saptandı. Adsorpsiyon davranışını incelemede üçüncü aşama olarak sıcaklığın adsorpsiyon üzerine etkisi gözlemlendi. Çalışılan sıcaklık aralığında adsorpsiyon üzerine sıcaklığın çok fazla etkisi olmadığı tespit edildi.Kil, katyon değişim kapasitesinin (KDK) %25'ine, %50'sine ve %100'üne eşdeğer miktarda CPC kullanılarak modifiye edildi. Modifiye kil kullanılarak, kesikli adsorpsiyon denemeleriyle ve adsorpsiyon ?çöktürme yöntemine benzer bir yöntemle Cu+2 iyonlarının uzaklaştırılması incelendi. Modifiye kil kullanılarak yapılan denemeler arasında en iyi uzaklaştırmanın katyon değişim kapasitesinin %25'ine eşdeğer miktarda CPC kullanılarak modifiye edilen kil ile elde edildiği görüldü.Adsorpsiyon-çöktürme denemeleri iki kısımda incelendi. Öncelikle çöktürme denemeleri gerçekleştirildi. Çöktürme denemelerinde, süre, katı/sıvı yüzdesi ve yüzey aktif madde miktarının çöken kil yüzdesine etkileri incelendi. Denemeler sonunda adsorpsiyon-çöktürme denemelerinde sürenin 1 saat, katı/sıvı yüzdesi 0,05 ve yüzey aktif madde miktarının ise kilin KDK'nin 0 ila %100'ü arasında değişmesi gerektiği sonucuna varıldı. Adsorplanma miktarlarını katyonların çözeltide ki difüzyon katsayıları dolayısıyla adsorpsiyon kinetikleri belirleyeceğinden bu grupta yer alan denemelerden önce kinetik denemeleri yapılmıştır ve yapılan hesaplamalar sonunda bakır iyonlarının adsorpsiyon kinetiğinin yalancı ikinci mertebe denklemlere uygun olduğu saptandı. Bütün bakır derişimlerinde en iyi uzaklaştırma KDK'nin %25'ine eşdeğer miktarda CPC kullanılarak adsorpsiyon-çöktürme yöntemi ile sağlanmıştır.Adsorpsiyon çöktürme denemelerinin son aşaması olarak pH'ın etkisi incelendi. pH'ın bakır uzaklaştırılmasına önemli bir etkisi olmadığı sonucuna varıldı.Yüzey aktif madde ve bakır adsorpsiyonunun kilin yapısına etkisini tahmin edebilmek amacıyla bazı örnekler XRD, SEM ve FTIR analizlerine tabi tutuldu.
Özet (Çeviri)
In this thesis, except from the conventional methods, the removal of Cu2+ cations from wastewater by using only clay and clay + surface active agent by adsorption-flocculation method was investigated. Using of cetylpyridinium chloride (CPC) and adsorption-flocculation method was the difference of the work from the previous ones.Experimental studies were done in four main groups; adsorption, modification, adsorption-flocculation and characterization. In the studies to obtain the flocculants cationic surface active agents CPC and BKC (benzalkonium chloride) were used.Adsorption experiments were done in 3 groups: kinetic experiments; to obtain the time needed to reach the equilibrium; isotherm experiments, to model the adsorption behavior and temperature experiments, to analyze the effects of temperature on adsorption. To investigate the adsorption kinetics of cationic surface active agent, the experimental results were modeled by using pseudo first and second order kinetic equations. Related to the calculations the best fit was obtained with pseudo second order model and the adsorption isotherm of surface active agents that adsorbed on the clay fit best to the Langmuir adsorption isotherm. Final adsorption experiments were to investigate the effect of temperature on the adsorption. As a result, it was obtained that there was not a considerable effect of temperature on the adsorption.At the next step, the use of modified bentonites for the removal of copper was investigated. CPC was used in the modification in amounts equivalent to 25%, 50%, 100% of CEC. Copper adsorption behavior of the modified clays was studied by using batch mode adsorption experiments and the method similar to the adsorption-flocculation. Among these organo clay experiments the better removing was obtained by using CPC in amounts equal to 25% of CEC.Adsorption - flocculation experiments were performed in two groups. First of all flocculation experiments were done to determine the parameters: time, amount of adsorbent and the surface active agent. In the adsorption flocculation experiments, percentage of solid was taken as 0.05, settling time as 1hour, and amount of surfactant as equivalent to the amounts equal to %100 of CEC. Related to the calculations the best fit was obtained with pseudo second order model and the adsorption isotherm of copper that adsorbed on the clay fit best to the Langmuir adsorption isotherm. As a result of the adsorption ? flocculation method the best removal was obtained at all copper concentrations by using clay + CPC in amounts equal to 25% of CEC.As the final step pH experiments were performed to investigate the effects of pH to the adsorption- flocculation experiments. The results showed that pH changing did not have considerable effect on adsorption of copper.XRD, SEM and FTIR analyzes were done to determine the effect of surface active agent and the copper ions on the clay characterization.
Benzer Tezler
- Fındık kabuğu ve üzüm çekirdeğinden üretilen aktif karbonlar ile kurşun iyonlarının adsorpsiyonu
Adsorption of lead ions by activated carbons produced from hazelnut shell and grapeseed
SEVİL MUTLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL ERSOY MERİÇBOYU
- Sulu çözeltilerden ağır metal iyonlarının uzaklaştırılmasında doğal ve H2SO4 ile modifiye edilmiş meşe talaşının kullanılabilirliğinin araştırılması
Assessment of utilization natural and H2SO4 modified oak sawdust in removal of heavy metal ions from aqueous solutions
İBRAHİM YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
KimyaGümüşhane ÜniversitesiOrmancılık ve Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DUYGU ÖZDEŞ
- Sulu çözeltideki kurşun ve bakır iyonlarının sepiyolit ile adsorpsiyonu
Adsorption of lead and copper ions in aqueous solution by natural sepiolite
EBRU ARAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL MERİÇBOYU
- Elbistan linyitlerinin ağır metal içeriğinin asit özütleme ile giderilerek organik gübre hammaddesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of the usage of Elbistan lignites as organic fertilizer raw material by removing its heavy metal content by acid leaching
ZEYNEP UYGUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜMRİYE AKSU
- Sulu ortamdan ağır metal iyonlarının ve boyar maddelerin mikropolimerik malzemeler, kitin ve kitosan kullanılarak adsorpsiyon yöntemiyle giderilmesi
Removal of heavy metal ions and dyes from aqueous media with the adsorption method by using micropolymeric materials, chitin and chitosan
BAŞAK GÖZE
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YEŞİM SAĞ AÇIKEL