Biyonanokompozit malzemelerin sentezi ve adsorpsiyon işleminde kullanılması
Synthesis of bionanocomposite materials and their usage in adsorption process
- Tez No: 691183
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FATMA TÜMSEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Atık su sorunu endüstriyel işlemler ile birlikte artış göstermektedir. Bu sorunun çözümü için her geçen gün yeni atık su giderim yöntemleri geliştirilmektedir. Bu alanda en çok kullanılan yöntem olan adsorpsiyon işlemi yeni nesil adsorbanlar olan biyonanokompozitlerle birlikte gerçekleştirildiğinde daha verimli hale gelmektedir. Bu çalışmada mantardan ve karides kabuğundan kitosan elde edildikten sonra bentonit kili ile birleştirilerek mantardan kitosan/kil biyonanokompoziti (MK/KB), kitosan elde edildikten sonra bentonit kili ile birleştirilerek ise karides kabuğundan kitosan/kil biyonanokompoziti (KK/KB) sentezlenmiştir. Ardından bu iki biyonanokompozit boya çözeltisindeki boyar maddenin (Reaktif Mavi 221) adsorpsiyon işlemi ile giderilmesi çalışmalarında kullanılmıştır. Sentezlenen kitosanların deasetilasyon dereceleri belirlenmiştir. Ayrıca kitosan, bentonit ve biyonanokompozit örneklerinin azot adsorpsiyonu, alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu (FE-SEM) ve Fourier dönüşümlü kızılötesi (FTIR) spektroskopisi ile karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Adsorpsiyon işlemlerinde derişim, pH, sıcaklık, adsorban miktarı ve temas süresi gibi parametrelerin etkileri incelenmiştir. Başlangıç derişimi arttıkça adsorplanan miktarın da arttığı gözlenmiştir. MK/KB için adsorpsiyon en iyi giderim pH 3,85 değerinde gerçekleşirken KK/KB için pH 2,25 değerinde gerçekleşmiştir. Adsorpsiyonun dengeye ulaşma süresi MK/KB için yaklaşık 24 saat iken KK/KB için yaklaşık 1 saattir. Adsorpsiyon kinetiğinin sözde ikinci derece kinetik modelle ifade edilebildiği bulunmuştur. Adsorpsiyon üzerine sıcaklığın etkisinin olmadığı görülmüştür. MK/KB ve KK/KB için Langmuir izoterminin deneysel verilere daha uygun olduğu belirlenmiştir. Langmuir izoterm modeline göre hesaplanan maksimum adsorpsiyon kapasitesi MK/KB için 25oC'de 117,46 mg/g, KK/KB için 25oC'de 206,45 mg/g olarak bulunmuştur. Her iki biyonanokompozitin atık su arıtımı konusunda başarılı sonuç verdiği, farklı kitosan kaynaklarından elde edilen bu adsorbanların birbirleri yerine kullanılabilecekleri sonucuna varılmıştır. Laboratuvar ortamında düşük maliyet ile oluşturulan bu biyouyumlu, etkili, sürdürülebilir adsorbanların ilerideki çalışmalarda da geliştirilerek kullanılabileceği yorumu yapılabilir.
Özet (Çeviri)
The problem of wastewater keeps increasing with the industrial processes. There are emerging technologies to be used as a solution to this problem. Adsorption process which is one of the mostly used method in this subject evolves into a more efficient state as it is used with the new generation bionanocomposite adsorbents. In this thesis study, first chitosan from the mushroom and shrimp shells were synthesized. Then, mushroom based chitosan/clay bionanocomposite (MC/CB) and shrimp shell based chitosan/clay bionanocomposite (SC/CB) were obtained Then, these two bionanocomposites were used to remove the dye from the dye solution (Reactive Blue 221) by adsorption process. The deacetylation degree of MC and SC were found. In addition, nitrogen adsorption, field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy were used to characterize chitosan, bentonite and bionanocomposite samples. The effects of parameters such as concentration, pH, temperature, amount of adsorbent and contact time in adsorption processes were investigated. The effects of parameters such as concentration, pH, temperature, amount of adsorbent and contact time in adsorption processes were investigated. It was observed that the adsorbed amount increased as the initial concentration increased. For MC/CB, the best adsorption removal occurred at pH 3,85, while for CC/CB it was at pH 2,25. The time for adsorption to reach equilibrium is about 24 hours for MC/CB, while it is about 1 hour for CC/CB. It has been found that the adsorption kinetics can be expressed by a pseudo second-order kinetic model. It was observed that the temperature had no effect on the adsorption. Langmuir isotherm for MC/CB and CC/CB was determined to be more suitable for experimental data. The maximum adsorption capacity calculated according to the Langmuir isotherm model was 117,46 mg/g at 25oC for MC/CB and 206,45 mg/g at 25oC for CC/CB. It was concluded that both bionanocomposites gave successful results in wastewater treatment, and these adsorbents obtained from different chitosan sources can be used instead of each other. It can be interpreted that these biocompatible, effective and sustainable adsorbents, which are synthesized at low cost in the laboratory environment, can be developed and used in future studies.
Benzer Tezler
- Yenilenebilir kaynaklar kullanılarak nanoselülozik elyaf/epoksi nanokompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of nanofibrillated cellulose/epoxy based nanocomposites from renewable sources
AYSUN EKİNCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. GÜLAY BAYRAMOĞLU
- Biyo-esaslı polimer nanokompozit malzemelerin sentezi ve kaplama uygulamaları
Synthesis of bio-based polymer nanocomposite materials and their coating applications
YASEMİN EREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVİM KARATAŞ
DOÇ. DR. SUZAN ABDURRAHMANOĞLU
- Kendi kendini onarabilen nanokompozit hidrojel sistemlerin tasarımı, sentezi ve karakterizasyonu
Design, synthesis and characterization of self-healing nanocomposite hydrogel systems
NURNİSA ELÇİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE KAPLAN CAN
- Preparation and characterization of chitosan/polypyrrole/clay nanocomposites
Çitosan/polipirol/kil nanokompozitlerinin sentezi ve karakterizasyonu
SEVİNÇ SEZİN TARIMSAL GÜLMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
- AESO bazlı nanokompozit filmler ve özelliklerinin incelenmesi
Investigation of AESO based nanocomposite films and their properties
BAŞAK GİZEM KARABULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyoteknolojiSelçuk ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜLKÜ SOYDAL