Biyopolimer-kil nanokompozit adsorbenti ile Cu(II) giderimi ve geri kazanımı
Cu(II) removal and recovery with biopolymer-clay nanocomposite adsorbent
- Tez No: 779301
- Danışmanlar: PROF. DR. YASİN ARSLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Kimya, Science and Technology, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Atık sular organik ve inorganik bileşikler, ağır metaller, patojenik mikroorganizmalar gibi birçok kirletici içerebilmektedir. Bu kirletici maddelerden olan ağır metaller insanlar, hayvanlar ve bitkiler için tehlikelidir. Atık suların arıtılması, ağır metallerin atık sulardan uzaklaştırılması ve suyun geri kazanılması için uygun maliyetli çözümler gerekmektedir. Kontrol edilebilen özelliklere sahip, biyolojik olarak parçalanabilen, çevre dostu adsorbent malzemelerin geliştirilmesi önemli bir araştırma konusudur. Bentonit sahip olduğu yüksek adsorpsiyon kapasitesi nedeniyle istenmeyen maddeleri sulu çözeltilerden uzaklaştırmak için tercih edilen bir malzemedir. Kitosan ise biyouyumluluğu ve biyobozunurluğu nedeniyle biyolojik uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Kitosan ile modifiye edilen bentonitler, ağır metal kontaminasyonunu önlemek ve su kalitesini iyileştirmek için önemli bir adsorbent adayıdır. Bu tez çalışmasında kitosan ve bentonit kullanılarak nanokompozit adsorbent sentezlenmiştir ve bu sentezlenen adsorbent ile Cu(II) ağır metalinin uzaklaştırılması gerçekleştirilmiştir. Bunun için pH değerleri 1 ile 6 arasında, temas süresi 5 dakika ile 1440 dakika arası zamanlarda, adsorbent miktarı 0.5 ile 3 g/L ve sıcaklık 25 ile 35 °C arasında olacak şekilde, bu parametrelerin etkileri optimize edilmiştir. pH=3, temas süresi 1440 dakika, adsorbent miktarı 1 g/L ve 25 °C optimum koşulları altında adsorpsiyonun en verimli hale geldiği ve Cu(II)'nin sulu çözeltiden %99.74 oranında giderimi elde edilmiştir. Ayrıca bu adsorpsiyon verileri Langmuir, Freundlich ve Temkin İzotermleri ile modellenmiştir. Langmuir Adsorpsiyon İzoterminin Cu(II) için en uygun adsorpsiyon izoterm modeli olduğu belirlenmiştir. Kitosan-Bentonit Nanokompozit (KBNK) adsorbentin maksimum adsorpsiyon kapasitesi (qm), Cu(II) için 214.28 mg/g bulunmuştur. Ayrıca sözde ikinci dereceden reaksiyon kinetik modeli Cu(II) adsorpsiyonu için en uygun kinetik modeldir. Daha sonra adsorbent molekülünün geri eldesi için desorpsiyon deneyleri uygulanıp, 2 mol/L HNO3 kullanılarak KBNK yüzeyinden desorpsiyon verimi %99.36 olmuştur. Bu sonuçlar, KBNK'nin hem %99.74 uzaklaştırma verimliliği hem de 214.28 mg/g adsorpsiyon kapasitesine dayalı olarak Cu(II) giderimi için oldukça etkili, ekonomik ve önemli bir alternatif adsorbent olarak kabul edilebileceğini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
The wastewater may contain many pollutants such as pathogenic microorganisms, organic and inorganic compounds and heavy metals. Heavy metals from these pollutants are dangerous for humans, animals and plants. Cost-effective solutions are required to treat wastewater, remove heavy metals from wastewater and recyle water. The development of environmentally friendly, biocompatible and biodegradable adsorbent materials with controllable properties is an important research topic. Bentonite is a preferred material for removing unwanted substances from aqueous solutions due to its high adsorption capacity. Chitosan is a preferred material in adsorption applications due to its biodegradability and biocompatibility. Chitosan-modified bentonites are an important adsorbent candidate to prevent heavy metal contamination and improve water quality. In this thesis study, nanocomposite adsorbent was synthesized using chitosan and bentonite and the removal of Cu(II) heavy metal was carried out with this synthesized adsorbent. For this, the effects of these parameters were optimized so that the pH values were between 1 and 6, the contact time between 5 minutes and 1440 minutes, the amount of adsorbent between 0.5 and 3 g/L and temperature between 25 °C and 35 °C . Under optimum conditions of pH=3, contact time of 1440 minutes, amount of adsorbent 1 g/L and 25 °C, adsorption became the most efficient and 99.74% removal of Copper(II) from aqueous solution was obtained. In addition, these adsorption data were modeled with Langmuir, Freundlich and Temkin Isotherms. It was determined that Langmuir Adsorption Isotherm is the most suitable adsorption isotherm model for Cu(II). The maximum adsorption capacity (qm) of Chitosan-Bentonite Nanocomposite adsorbent was found to be 214.28 mg/g for Cu(II). In addition, the pseudo-second-order reaction kinetic model is the most suitable kinetic model for Cu(II) adsorption. Then, desorption experiments were applied to recover the adsorbent molecule and the desorption efficiency from the KBNK surface was 99.36% by using 2 mol/L HNO3. These results revealed that KBNK can be considered as a highly effective, economical and important alternative adsorbent for Cu(II) removal based on both 99.74% removal efficiency and 214.28 mg/g adsorption capacity.
Benzer Tezler
- Characterization and antimicrobial properties of multiple layer silk fibroin/hyaluronic acid film on cocrmo alloy
Cocrmo alaşımında çoklu tabakalı ipek fibroin/hyaluronik asit filminin karakterizasyonu ve antimikrobiyal özellikleri
PINAR ARPAÇAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
KimyaGediz ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. UĞUR TÜRKAN
PROF. DR. OĞUZ BAYRAKTAR
- Çift vidalı ekstrüder yardımı ile farklı oranlarda polimerik filmlerin sentezlenmesi ve bu filmlerin kontrollü kompost ortamında biyobozunmalarının incelenmesi
Synthesis of polymer films at different ratios by using twin screw extruder and investigation of their biodegradability under controlled composting conditions
SELİN CANSU ŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜLYA YAVUZ ERSAN
- Improvement of water sensitivity, mechanical properties and utilization of hemicellulose based polymeric materials
Hemiselüloz temelli polimerik malzemelerin su hassasiyetinin, mekanik özelliklerinin ve kullanım alanlarının geliştirilmesi
MERVE AKKUŞ
Doktora
İngilizce
2015
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UFUK BÖLÜKBAŞI
PROF. DR. NECATİ ÖZKAN
- Elektroeğirme yöntemiyle nano gümüş katkılı polikaprolakton hidroksiapatit (PCL/HA-Ag) nanolif üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of nano silver added polycaprolacton hydroxyapatite (PCL/HA-Ag) nanofibers by electrospinning method
NURİ BURAK KİREMİTLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Mühendislik BilimleriErciyes ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET HANÇER
- Biyopolimer yüzeylerinde TiO2'in nano boyutta dağıtılması ve karakterizasyonu
Dispersion and characterization of TiO2 in nano scale on biopolymer surfaces
ÖYKÜ ÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimyaİstanbul ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYBEN KİLİSLİOĞLU
DOÇ. DR. ZEHRA TUBA ŞİŞMANOĞLU