Removal of heavy metal lons from aquatic systems by northern-anatolian smectites
Kuzey Anadolu smektitleri ile sulu ortamlardan ağır metal iyonlarının uzaklaştırılması
- Tez No: 84164
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖMER GENÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1999
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
ÖZET Hızlı endüstrileşmenin doğal sonucu olan ağır metal kirliliği, insan sağlığını tehdit eden en önemli çevre sorunlarından birisidir. Bu nedenle, ağır metallerle kirlenmiş sulardan bu iyonların uzaklaştırılması üzerinde en fazla çalışılan konuların başında gelmektedir. Bu amaçla yaygın olarak uygulanan yöntem, bir ligand ile taşıyıcı olarak polimerik bir malzeme içeren spesifik sorbentierin kullanılmasıdır. Fakat bu tür sistemlerin maliyetlerinin çok yüksek oluşu, özellikle büyük miktarlardaki sulardan ağır metal iyonlarının bertarafı söz konusu olduğunda, kullanımlarını önemli ölçüde kısıtlamaktadır. Bu sistemlerin yerine, kil mineralleri veya düşük kalorili kömürler gibi doğal malzemelerin kullanılması koşullarının araştırılması ile bu sorun aşılabilecektir. Sunulan bu çalışmada, ağır metal iyonlarının sulu ortamlardan uzaklaştırılması amacıyla smektit kullanılması koşulları incelenmiştir. pH, adsorpsiyon denge süresi, metal iyonu başlangıç derişimi gibi parametreler araştırılarak, smektitin Cd(ll), Cu(ll) ve Pb(ll) iyonlarını adsorplama ve desorpiama koşulları optimize edilmiştir. Adsorpsiyon hızlarının başlangıçta çok yüksek olduğu ve 20 dakika gibi bir sürede dengeye ulaşıldığı gözlenmiş, smektitin çalışılan metal iyonları için maksimum adsorpsiyon kapasitesinin, bir gram smektit için 41.46 mg Cd(ll), 18.72 mg Cu(ll) ve 36.11 mg Pb(ll) olduğu bulunmuştur. Metal iyonlarının birarada bulunduğu ortamda elde edilen yarışmalı adsorpsiyon koşullarında ise bu değerler 11.23 mg Cd(ll), 11.86 mg Cu(ll) ve 16.76 mg Pb(ll) olmaktadır. 0.50 M HN03 olarak saptanan optimum desorpsiyon ortamında, %95'in üzerinde desorpsiyon oranlarına ulaşılmış, böylece smektitin en az üç kez kapasitesinde önemli değişiklik olmaksızın kullanılabileceği kanıtlanmıştır. Adsorpsiyon prosesinin kinetiği çalışmaları, prosesin Langmuir izotermlerine uyduğunu göstermiş, bu izotermlerden hesaplanan teorik maksimum adsorpsiyon kapasitelerinin deneysel olarak bulunan değerlerle çok iyi bir uyum içinde olduğu bulunmuştur. Smektitin ağır metal iyonlarını adsorplama kapasitesi ve adsorpsiyon süresi, literatürde spesifik sorbentierin kullanılması ile bulunan maksimum adsorpsiyon kapasiteleri ve dengeye ulaşma süreleri ile karşılaştırıldığında, bu doğal ve çok kolay bulunabilen malzemenin sulu ortamlardan ağır metal iyonlarının uzaklaştırılması için çok uygun olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT The heavy metal pollution is becoming more and more a serious public health problem throughout the world due to rapid industrialization. Therefore, removal of these pollutants from aquatic systems is one of the most important environmental issues facing scientists. An approach to remove heavy metals is to use specific sorbents. These consist of a ligand which interacts with metal ions and a carrier matrix. However, higher cost of the system restricts its application especially when considerable amount of polluted water is concerned. Natural materials, such as clay minerals or low-rank coals can also be utilized for the same purpose. In the submitted study, adsorption and desorption of Cd(ll), Cu(ll) and Pb(ll) ions were investigated by using smectite. The adsorption capacity of smectite for these heavy-metal ions from aqueous media were determined by investigating the effects of pH, adsorption equilibrium time and initial concentrations of the metal ions. Very high adsorption rates were observed at the beginning and the adsorption equilibria were achieved in about 20 minutes. The maximum amount of metal ions adsorbed onto smectite were found as 41.46 mg Cd(ll), 18.72 mg Cu(ll) and 36.11 mg Pb(ll) per gram of smectite. When the metal ions competed (in the case of adsorption from their mixture) the adsorption capacities were 11.23 mg Cd(ll), 11.86 mg Cu(ll) and 16.76 mg Pb(ll) per gram of smectite. Desorption of the adsorbed metal ions was studied in 0.50 M HN03 and very high desorption ratios, greater than 95%, were obtained in all cases. Adsorption-desorption cycles showed the feasibility of repeated uses, at least three times, of the sorbent system. The adsorption kinetics of the process were also studied and it followed the Langmuir isotherms. By making use of the isotherms, maximum adsorption capacities and adsorption energies were calculated. Very good agreement was observed between the experimentally found values and theoretical adsorption capacities. When the adsorption capacity for heavy metal ions of smectites is compared with the maximum values obtained by using specific sorbents, it can be concluded that the substantially lower cost of the bulk material indicates great potential for the utilization of clay minerals as a means to remove a range of pollutant metal ions from aqueous solutions.
Benzer Tezler
- Çankırı-Çorum havzası klinoptilolize tüfleri kullanılarak atık su ve sızıntı suyundan amonyak azotu, kurşun ve kadmiyum giderimi
Removal of ammonia-nitrogen, cadmium and lead lons from wastewater and leachate by using clinoptiblized tuffs of Çankırı-Çorum basin
AYŞE KULEYİN
Doktora
Türkçe
1999
Çevre MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN N. ERGUN
- Kurşun (II) ve civa (II) iyonlarının biyokütle üzerine adsorpsiyonunun incelenmesi
Examination of lead (II) and mercury (II) lons adsorption on biomass
MEHMET KILIÇ
Doktora
Türkçe
2004
İnşaat MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. EROL KESKİN
- Bazı Maleik Anhidrit Kopolimerinin ve türevlerinin sulardaki ağır metal iyonlarının ve boyarmaddelerin giderilmesinde kullanımı
Removal of some heavy metalions and dyes from water by using Maleic Anhydride copolymers and derivatives
MURAT YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
KimyaCumhuriyet ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. H. BAYRAM ZENGİN
- Nişasta graft kopolimerlerinin ağır metal iyonlarının uzaklaştırılmasında kullanımı
Usage of starch graft copolymers for removal of heavy metal ions
SİBEL KELEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GAMZE GÜÇLÜ
- Bazı ağır metal iyonlarının 4-vinil piridin ve 2-hidroksietilmetakrilat aşılanmış poli(etilen tereftalat) lifleri ile uzaklaştırılması
Removal of some heavy metal ions by 4-vinyl pyridine and 2-hydroxyethylmethacrylate grafted poly(ethyleneterephtalate) fibers
METİN ARSLAN