Metal alkoksit temelli kompozit materyal sentezi ve boya adsorpsiyonunda kullanımı
Metal alkoxide based composite materials synthesis and use indye adsorption
- Tez No: 403949
- Danışmanlar: PROF. DR. ENGİN ŞENER, DOÇ. DR. HİKMET SAYILKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İnönü Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 243
Özet
Bu tezde bilinen önemli endüstriyel kirliliklerden olup, farklı özelliklerdeki Metilen mavisi, Oranj II ve Reaktif Remazol Brillant mavisi boyar maddelerinin atık sulardan uzaklaştırılması amacıyla kullanılmak üzere kompozit adsorban materyaller ve aktif karbon üretilmiştir. Kompozit adsorbanlar, tarımsal bir atık olan ham çam talaşı ile Ti(OPrn)4, Ti(OBun)4 ve Al(OBus)3 metal alkoksit bileşiklerinin sol-jel yöntemiyle elde edilen hidroliz ürünlerinin birleştirilmesiyle hazırlanmıştır. Aktif karbon ise, kompozit oluşumunda kullanılan ham çam talaşının kimyasal aktivasyonuyla elde edilmiştir. Sentezlenen adsorbanların yapı ve yüzey özellikleri FTIR, XRD, BET, TGA/DTA, SEM, Boehm metodu ve Zeta potansiyeli ölçümleri ile incelenmiştir. Çalışmada, sentezlenen kompozit materyallerle aktif karbonun üç boyar madde için de adsorpsiyon özellikleri incelenmiştir. Boyar madde adsorpsiyonu üzerine; adsorban miktarı, adsorbat derişimi, karıştırma süresi, karıştırma hızı, pli ve sıcaklık parametrelerinin etkisi araştırılmış ve yüksek adsorpsiyon verimi için en uygun koşullar tespit edilmiştir. Adsorpsiyon sistemleri için, sıcaklık ve derişime bağlı olarak adsorpsiyon denge incelemeleri yapılmıştır. Adsorpsiyon denge deneysel verilerinin Langmuir, Freundlich, Dubinin-Raduskevich, Redlich-Peterson ve Temkin izoterm denklemlerine uyumları incelenerek adsorpsiyon denge sabiti, tek tabaka kapasitesi, adsorpsiyon enerjisi ve adsorpsiyon ısısı, adsorpsiyon şiddeti ve bağlanma enerjisi ile adı geçen özelliklerin sıcaklıkla değişimi araştırılmıştır. Kompozit adsorbanlar ve aktif karbon yüzeylerinde her bir boyar madde adsorpsiyonıunın tek tabakalı olarak gerçekleştiği, tüm sıcaklık ve derişimlerde Langmuir izoterminin uygulanabileceği tespit edilmiştir. Adsorpsiyon sistemleri için farklı sıcaklıklarda adsorpsiyon kinetiği incelemiştir. Kinetik verilerin yalancı I. ve II. dereceden, Elovich ve Bangham's, Molekül İçi Difıizyon ve Modifıye Freundlich kinetik modellerine uygulanmasıyla; adsorpsiyon hız sabiti, adsorpsiyonun hız sınırlayıcı basamağı, yüzeyin kaplanma kesri, kuramsal adsorpsiyon kapasitesi gibi parametreler ve bunların sıcaklıkla değişimleri belirlenmiştir. Tüm adsorban/adsorbat sistemlerinin yalancı II. dereceden kinetik modeline uyduğu tespit edilmiştir. Adsorpsiyon sistemleri için, sıcaklığa bağlı olarak adsorpsiyon termodinamiği ve adsorpsiyon aktivasyon termodinamiği incelenerek, adsorpsiyon prosesinin ısısal karakteri araştırılmıştır. Tezde kullanılan kompozit adsorban materyaller ve aktif karbonun, boyar madde adsorpsiyonu öncesi ve sonrası pH'a bağlı olarak zeta potansiyeli değişimleri incelenmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Kompozit materyal, aktif karbon, boyar madde adsorpsiyonu, adsorpsiyon izotermi, adsorpsiyon kinetiği, zeta potansiyeli
Özet (Çeviri)
In this thesis, composite adsorbent materials and an activated carbon have been prepared to be used in removal of Methylene Blue, Orange II and Reactive Re maze! Brillant Blue dyes, which are important industrial pollutants, from waste water. Composite adsorbents have been prepared by combining raw pine sawdust, an agricultural waste, with hydrolysis products of Ti(OPr")4, Ti(OBun)4 ve Al(OBus)3 prepared by sol-gel method. Activated carbon samples have been prepared from the same pine sawdust, using a chemical activation method. The structural and surface properties of prepared adsorbents have been investigated by FTIR, XRD, BET, TGA/DTA, SEM, Boehm techniques and Zeta potential measurements. In this study, adsorption properties of the prepared composite materials and activated carbon samples have been studied for three dyes. Effects of adsorbent amount, adsorbate concentration, pH, temperature, mixing time and speed have been investigated and optimum levels for the adsorption parameters have been determined. Equilibrium investigation of adsorption systems has been carried out for varying concentration of dyes and temperature. Agreement of adsorption equilibrium data with Langmuir, Freundlich, Dubinin-Raduskevich, Redlich-Peterson and Temkin isotherm equations has been investigated. The adsorption equilibrium constant, mono layer capacity, adsorption energy, adsorption heat, adsorption power and binding energy values and their temperature dependence have been investigated. It was found that dye adsorption on composite adsorbents and activated carbon takes place on a mono layer and Langmuir isotherm can be applied for any temperature and concentration. Adsorption kinetics has also been investigated at several temperatures for adsorption systems. Parameters such as adsorption rate constant, surface coverage fraction and theoretical adsorption capacity and their temperature dépendance have been determined by employing Pseudo first and second order, Elovich and Bangham's, Intra-particle Diffusion and Modified Preundlich kinetic models. It was determined that all adsorbent/adsorbate systems obey the Pseudo second order kinetic model. Overall and activation thermodynamics of the adsorption systems have been investigated as a function of temperature and thermal nature of adsorption process has been studied. Zeta potential changes of adsorbent materials used in this thesis have been examined before and after adsorption as a function of pH. KEYWORDS: Composite Materials, Activated Carbon, Dye adsorption, adsorption isotherm, adsorption kinetics, zeta potential.
Benzer Tezler
- Magnezyum alkoksit temelli öncü organometalik bileşiklerin termokinetik özelliklerinin incelenmesi ve bunların fonksiyonel MgO nanoparçacıklarının sentezlenmesinde kullanılmaları
Investigation of the thermokinetic properties of magnesium alkoxide-based pioneer organometallic compounds and their use in the synthesis of functional MgO nanoparticles
BÜŞRA ATKESEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
KimyaAkdeniz ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YILMAZ AKSU
- Ormoser nanokompozitlerin in-situ polimerizasyonu yöntemiyle hazırlanması ve fizikokimyasal karakterizasyonu
Preparation of ormocer nanocomposites by in situ polymerization method and physicochemical characterization
MEHMET GALİP İÇDUYGU
- Synthetic strategies for complex macromolecular architectures
Karmaşık makromoleküllerin sentezinde sentetik yöntemler
YONCA ALKAN GÖKSU
- Perovskite güneş hücreleri için tiyenotiyofen türevli materyallerin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and investigation of thienothiophene based materials for perovskite solar cells applications
MELİS ÜNAL
- Metal alkoksit temmeli kompozit materyal sentezi ve boya adsorpsiyonunda kullanımı
Metal alkoxide based composite materials synthesis and use in dye adsorption
MELTEM ASİLTÜRK
Doktora
Türkçe
2007
Kimyaİnönü ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENGİN ŞENER
DOÇ. DR. HİKMET SAYILKAN
