Hibrit nanokompozit malzemeler ile atık sulardaki boyar maddelerin giderilmesi
Removal of dyes in wastewater using hybrid nanocomposite materials
- Tez No: 887886
- Danışmanlar: PROF. DR. ELÇİN YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Biyokömür, sol-jel yöntemi, hibrit nanokompozit, adsorpsiyon, Box-Behnken tasarımı, Biochar, sol-gel method, hybrid nanocomposite, adsorption, Box-Behnken design
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Çeşitli endüstriyel faaliyetler sonucunda açığa çıkan atıkların suya karışması toprak, su ve atmosfere zarar vererek ekolojik dengeyi bozmaktadır. Ülkemizde, çeşitli endüstri alanlarında yüksek oranda su tüketilir. Çeşitli sektörlerde gerçekleştirilen kimyasal işlemler sonucu oluşan atık sular yüksek derecede boyar madde içermektedir. Ürünlerin daha kaliteli olması ve kolay pazarlanabilmesi, bu durumun ülke ekonomisine sağlayacağı katkı ve üretim sonunda çevreye salınan atıkların minimum seviyede olması kriterleri göz önünde bulundurulduğunda, atık sulardan boyar maddelerin giderimi oldukça önemlidir. Bu çalışmada, atık olarak sulara karışan boyar maddeleri uzaklaştırmak için yeni bir hibrit nanokompozit malzeme sentezlenmesi amaçlanmıştır. Nanokompozit hibrit malzemesi sentezi, pirolitik koşullar altında kömürleştirilen kestane kabukları (biyokömür) ile birlikte sol-jel yöntemiyle TiO2–Biyokömür yapısı oluşturularak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen yapıyla çeşitli deneysel çalışmalar yapılarak; pH, sıcaklık, adsorbent miktarı parametrelerinin de etkisiyle yeni sentezlenen malzemenin metilen mavisi boyası üzerindeki adsorplama kapasitesi incelenmiştir. Çalışmanın diğer kısmında ise Box-Behnken Tasarımı kullanılarak çok değişkenli analiz gerçekleştirilmiştir. Bu deneysel tasarım planı için elde edilen boyar madde giderim verimliliği modellenerek, bu verimliliği en iyi şekilde temsil eden model denklemi belirlenmiş ve en iyi deney koşulları için optimizasyon yapılmıştır. Design Expert programı ile belirlenen deneysel koşullar gerçekleştirildiğinde, en iyi verim; ph =6, sıcaklık=40°C ve adsorbent miktarı=0.5 g/100 mL koşullarında %92 olarak elde edilmiştir. Yapılan kinetik ve izoterm çalışmalarında ise en uygun modeller Yalancı İkinci Dereceden Kinetik model ve Langmuir izoterm modeli olarak bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
The mixing of the wastes produced as a result of various industrial activities into the water, damages the soil, water and atmosphere and disrupts the ecological balance. In our country, a high rate of water is consumed in various industrial areas. Waste waters generated as a result of chemical processes carried out in various sectors contain high levels of dyestuffs. Removal of dyestuffs from wastewater is very important considering the criteria that the products are of better quality and can be easily marketed, the contribution of this situation to the country's economy and the minimum level of waste released to the environment at the end of production. In this study, it was aimed to synthesize a new hybrid nanocomposite material for the removal of dyestuffs that mix the water as waste. The synthesis of nanocomposite hybrid material was performed by forming TiO2-Biochar structure by sol-gel method together with chestnut shells (biochar) carbonized under pyrolytic conditions. Different experimental studies were perfomed with the synthesized nanocomposite hybrid material and the adsorption capacity of the new synthesized material on methylene blue dye was investigated with the effect of pH, temperature and adsorbent amount. In the other part of the study, multivariable analysis was performed using Box-Behnken Design. The dyestuff removal efficiency obtained for this experimental design plan was modeled and the model equation that best represents this efficiency was determined and optimized for the best experimental conditions. When the experimental conditions determined with the Design Expert program were realized, the best efficiency was obtained as 92% at pH = 6, temperature = 40°C and adsorbent dosage = 0.5 g/100 mL. In the isotherm and kinetic studies, the best models were determined to be Langmuir isotherm model and Pseudo Second Order Kinetic model.
Benzer Tezler
- Implementation of novel carbon-based nanomaterials for high-performance gas sensors
Yüksek performanslı gaz sensörlerinde yenilikçi karbon bazlı nanomalzemelerin uygulanması
MOHAMAD ANAS HEJAZI
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Polistiren esaslı gözenekli nanokompozit malzemelerin pickering emülsiyon yöntemiyle hazırlanması ve adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Preparation of polystyrene based porous nanocomposite materials via pickering emulsion method and investigation of their adsorption properties
HATİCE HANDE MERT
Doktora
Türkçe
2016
Kimya MühendisliğiYalova ÜniversitesiKimya ve Süreç Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİNAN ŞEN
YRD. DOÇ. DR. HİKMET OKKAY
- Süper kapasitörler için bağlayıcısız nikel içeren grafen köpük elektrotunun tek adımda hazırlanması
One-step preparation of binder-free nickel containinggraphene foam electrode for supercapacitors
AZIZ AHMAD KARIMI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimyaİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERAFETTİN DEMİÇ
DOÇ. DR. BURAK GÜLTEKİN
- Designing, developing and using the anode of a microbial fuel cell by containing PDMS,carbon nanotubes and graphene
PDMS, karbon nanotüpler ve grafen içeren bir mikrobiyal yakıt hücresinin anotunun tasarlanması, geliştirilmesi ve kullanılması
ELİF HAZAL ŞAKAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Structural and mechanical characterization of hybrid nanocomposite material
Hibrit nanokompozit malzemenin yapısal ve mekanik karakterizasyonu
HALA MAHMOOD KADHIM AL-ZUBAIDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiTürk Hava Kurumu ÜniversitesiMakine ve Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT DEMİRAL