Sudan arsenik giderimi için nanomalzemelerin sentezi ve doğal malzemelerin geliştirilmesi
Synthesis of nanomaterials and enhancing natural materials to remove arsenic from water
- Tez No: 701436
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYÇA ERDEM ÜNŞAR, PROF. DR. MELTEM ASİLTÜRK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Doktora tez çalışması kapsamında farklı nano-malzemeler sentezlenerek ve doğal malzemeler modifiye edilerek sudan arsenik (As-V) iyonu giderilmesi hedeflenmiştir. Sentezlenen malzemeler demir-oksit (DO), taç eter katkılı demir oksit (DO-TE) ve metal organik çerçeve (MOF) nano-malzemeleridir. Modifiye edilen doğal malzemeler ise farklı boyutlarda zeolit örnekleridir. Toz zeolit (ZEO), FeCI3 ile işlem görmüş toz zeolit (ZEOFe), çakıl zeolit (TZEO) ve Fe3O4 ile kaplanmış çakıl zeolit (TZEO-DO) malzemeleri doktora tez kapsamında kullanılmıştır. Sentezlenen malzemelerin XRF, XRD, FT-IR, TGA, SEM, TEM, PPMS ve BET karakterizasyon analizleri yapılarak malzemeler hakkında gerekli bilgiler elde edilmiştir. ICP-MS analizleri yapılarak numunelerdeki As (V) miktarları belirlenmiştir. Design Expert optimizasyon yöntemi kullanılarak As (V) adsorpsiyonu optimize edilmiştir. ZEO-Fe ve MOF malzemelerinin ayrıca kinetik ve izoterm denklemlerine uygunluğu incelenmiştir. DO-TE nano-malzemesi DO üzerinden geliştirildiği için DO ve DO-TE birlikte modellenmiştir. Deneyeler kesikli sistemde 0,3 g/L adsorban kullanılarak oda sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Farklı pH, konsantrasyon ve zaman aralıkları denenerek giderim verimleri karşılaştırılmıştır. DO As (V) giderim verimi %78 ile %93 arasında değişmektedir. DO-TE giderim verimi ise %74 ile %94 arasında değişim göstermektedir. Bu malzemelere ek olarak ZEO, ZEO üzerinden geliştirilen ZEO-Fe ve MOF malzemeleri birlikte modellenmiştir. ZEO As (V) giderim aralığı %30 ile %60 arasında iken ZEO-Fe giderim aralığı %80 ile %92 arasındadır. MOF giderim aralığı ise %58 ile %87 arasındadır. MOF ve ZEO-Fe için As (V) adsorpsiyonu Pseudo II. derece kinetiğine ve Freundlich izotermine uyduğu belirlenmiştir. Kolon çalışmalarında ise TZEO ve TZEO-DO malzemeleri kullanılmıştır. Ayrıca yukarıdan aşağı akışlı sabit yataklı kolon kullanılmıştır. Farklı yükleme hızları ve hidrolik değerler denenerek en ideal kolon çalışma değerleri elde edilmiştir. Deneylerde giriş As (V) konsantrasyonu 100 ppb ve pH 7 olarak belirlenmiştir. TZEO-DO modifiye doğal malzemesinin kolon çalışmalarında daha yüksek verimli olduğu tespit edilmiş ve en ideal yükleme hızının 0,1 L/sn.m2 ve buna karşılık gelen temas süresinin ise 25,3 dakika olduğu görülmüştür. Bu değerlere karşılık gelen kırılma noktası ise 24 saat olarak belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Different nanomaterials and modified natural materials were obtained to remove arsenic (As-V) ions from drinking water within the scope of the doctoral thesis. Iron oxide (DO), crown ether doped iron oxide (DO-TE) and metal organic framework (MOF) were synthesized. Different size zeolite samples were modified. Dust zeolite (ZEO), FeCl3 processed dust zeolite (ZEO-Fe), gravel zeolite (TZEO), iron oxide coated gravel zeolite (TZEO-DO) materials were used in doctoral thesis. XRF, XRD, FT-IR, TGA, SEM, TEM, PPMS and BET characterization analysis were conducted to obtain necessary information on materials. ICP-MS analysis was carried out to detect as (V) levels in samples. Design Expert was used to model and optimize removal efficiencies. Also, kinetics and isotherms were studied for ZEO-Fe and MOF materials. DO-TE nano material was improved from DO; hence they were modelled together. Different pH, concentration, and time were studied, and removal efficiencies were compared. DO As (V) removal efficiency was between 78% and 93%. DO-TE removal efficiency was between 74% and 94%. In addition, ZEO-Fe which is enhanced ZEO, and MOF materials were modelled together. ZEO As (V) removal efficiency was between 30% and 60% while ZEO-Fe removal efficiency was between 80% and 92%. MOF removal efficiency was between 58% and 87%. ZEO, ZEO-Fe and MOF had four different optimum range. Kinetics and isotherms obtained for MOF and ZEO-Fe were suited for Pseudo II and Freundlich for both materials, respectively. In column studies, TZEO and TZEO-DO materials were used. Download configuration is preferred for column in this thesis. Ideal column parameters were obtained by testing different loading rates and hydraulic values. Input As (V) concentration is 100 ppb and pH is 7. TZEO-DO modified natural material was found to be more efficient in column studies and the ideal loading rate was found to be 0,1 L/s.m2 and corresponding contact time is 25,3 minutes. Also, corresponding breakthrough curve is found to be 24 hours.
Benzer Tezler
- Application of membrane-based novel hybrid separation processes for reclamation of geothermal water
Membran temelli yeni hibrit ayırma süreçlerin jeotermal suyun ıslahı için uygulanması
EZGİ ÇERMİKLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Çevre MühendisliğiEge ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NALAN KABAY
- Application of membrane processes for utilization of geothermal water in agricultural irrigation
Jeotermal suyun tarımsal sulamada kullanılması için membran proseslerin uygulanması
YAKUBU ABDULLAHI JARMA
Doktora
İngilizce
2022
Çevre MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NALAN KABAY
- İçme suyundan arsenik giderimi
Arsenic removal from drinking water
MERVE DÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Çevre MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FERYAL AKBAL
- Jeotermal suyun ıslahı için yenilikçi malzemelerin geliştirilmesi ve uygulanması
Development and application of innovative materials for reclamation of geothermal water
FATMA ŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NALAN KABAY
PROF. DR. MAREK BRYJAK
- Methods for arsenic removal from aqueous solutions
Sulu çözeltilerden arsenik giderme yöntemleri
SALTUK PİRGALIOĞLU
Doktora
İngilizce
2015
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE TÜLAY ÖZBELGE
DOÇ. DR. ÇERAĞ DİLEK HACIHABİBOĞLU