Derin ötektik çözücü kullanılarak ekstrakte edilen deniz çayırı atıklarından biyojenik nanopartikül sentezi ve kompozit membran uygulamaları
Biogenic nanoparticle synthesis from extracted seagrass waste using deep eutectic solvent and composite membrane applications
- Tez No: 940236
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT ELİBOL, PROF. DR. YILMAZ YÜREKLİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde nanoteknoloji farklı alanlardaki uygulamaları nedeniyle oldukça önem kazanmıştır. Nanoteknoloji ürünü olan metal nanopartiküller yüksek yüzey alanı-hacim oranları nedeniyle özgün biyolojik, kimyasal ve fiziksel özelliklere sahiptir. Gümüş, titanyum ve çinko nanopartikülleri bu avantajlı özelliklerinin yanında çeşitli aktivitelere sahip olduklarından en çok uygulama bulan nanopartiküllerden olmuştur. Metal nanopartiküllerinin üretiminde kullanılan yaklaşımlarda genellikle fiziksel ve kimyasal yöntemler bulunmaktadır. Ancak kullanılan ekipmanların ve solventlerin çevreye zararı olması, yüksek enerji giderleri gerektirmesi nedeniyle alternatif yöntem olarak yeşil sentez son zamanlarda popüler hale gelmiştir. İndirgeyici ajan olarak biyolojik materyallerin kullanıldığı bu yöntemde oda koşullarında başarılı şekilde metal nanopartiküller elde edilebilmektedir. Deniz çayırı yaprak ve rizomlarının özellikle turistik sahillerde birikim göstermesi, bu biyolojik kaynağı bertaraf edilecek bir atık olarak düşündürmüştür. Ancak sahip olduğu bileşikler, deniz çayırı atıklarının potansiyel bir kaynak olduğunu göstermektedir. Diğer yandan geleneksel solvent sistemlerine alternatif ve çevre dostu olarak geliştirilen derin ötektik çözücüler (DES) düşük buhar basıncı, yanmazlık, yüksek çözünme, yüksek termal aktivite ve kimyasal kararlılık gibi benzersiz özelliklere sahiptir. Ayrıca lignoselülozik bitki kaynaklarının ekstraksiyonunda DES sistemleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sistemlerle elde edilen ekstraktların yeşil sentez yönteminde indirgeyici özelliği bulunmaktadır. Asetik asit bakterileri tarafından bitkisel selülozla aynı yapıda ve saf olarak üretilen bakteriyel selüloz (BS) modifikasyonlara açık bir biyolojik polimerdir. Gözenekli yapıya sahip olması BS'nin atıksu arıtım membranı olarak kullanılmasını sağlamaktadır. Bu tez çalışması kapsamında ilk aşama olarak deniz çayırı atıklarının yeşil sentez yönteminde indirgeyici ajan olarak kullanılması hedeflenmiştir. Öncelikle farklı DES sistemleri kullanılmış, toplam fenolik ve toplam şeker miktarları spektrofotometrik yöntemlerle tespit edilmiştir. Bu sonuçlara göre çözücü DES sistemi olarak kolin klorür:üre (1:2) seçilmiştir. Ekstraksiyon çalışma koşullarında çözücü sisteminde su miktarı %52,5, ekstraksiyon süresi 60 dakika, ekstraksiyon sıcaklığı 82,5 °C ve çözücü/biyokütle oranı 35 mL/g olarak belirlenmiştir. Sentezlenen metal nanopartikülleri arasından yapılan karakterizasyon çalışmaları sonucunda daha stabil yapıda olan gümüş nanopartikülü seçilmiştir. Gümüş nanopartikül boyutu 163 nm, polidispersite indeksi ise 0,117 olarak ölçülmüştür. Antibakteriyel, antibiyofilm ve fotokatalitik aktiviteleri saptanan gümüş nanopartikülünün son basamak uygulamasında ise BS ile atıksu arıtımına yönelik kompozit membran yapı oluşturulmuştur. Karakterizasyon sonrasında BS membranlarının farklı filtrasyon testleri yapılmıştır. Başarılı şekilde Escherichia coli filtrasyonu yapılarak türbidite giderimi sağlanırken, optik yoğunluğa bağlı olarak kompozit BS ile zeytin karasuyu %54 oranında giderilmiştir. Kompozit membranın hidrolik geçirgenlik değeri 8,99 L/m2.h.bar olarak ölçülmüştür. Yapılan karakterizasyon ve filtrasyon testleriyle bu kompozit membranın gelecek çalışmalar için potansiyeli tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Today, nanotechnology has gained great importance due to its applications in different fields. Metal nanoparticles, which are nanotechnology products, have unique biological, chemical and physical properties due to their high surface area- to-volume ratios. Silver, titanium and zinc nanoparticles have been the most widely used nanoparticles since they have various activities besides these advantageous properties. The approaches used in the production of metal nanoparticles generally include physical and chemical methods. However, since the equipment and solvents used are harmful to the environment and require high energy costs, green synthesis has recently become popular as an alternative method. In this method, where biological materials are used as reducing agents, metal nanoparticles can be successfully obtained under room conditions. The accumulation of seagrass leaves and rhizomes, especially on touristic beaches, has led us to consider this biological resource as a waste to be disposed of. However, its contents show that seagrass wastes are a potential source. On the other hand, deep eutectic solvents (DES) developed as an environmentally friendly alternative to conventional solvent systems have unique properties such as low vapor pressure, non-flammability, high solubility, high thermal activity and chemical stability. In addition, DES systems are widely used in the extraction of lignocellulosic plant sources. The extracts obtained with these systems have reducing properties in green synthesis method. Bacterial cellulose (BS), produced by acetic acid bacteria in the same structure and purity as plant cellulose, is a biological polymer open to modifications. Its porous structure enables BS to be used as a wastewater treatment membrane. Within the scope of this thesis study, it was aimed to use seagrass wastes as reducing agent in green synthesis method as a first step. Firstly, different DES systems were used, and total phenolic and total sugar amounts were determined by spectrophotometric methods. According to these results, choline chloride:urea (1:2) was selected as solvent DES system. As extraction operating conditions, the amount of water in the solvent system was determined as 52,5%, extraction time was 60 minutes, extraction temperature was 82,5 °C and solvent/biomass ratio was 35 mL/g. Among the synthesized metal nanoparticles, silver nanoparticle, which has a more stable structure, was selected as a result of the characterization studies. Silver nanoparticle size was 163 nm, and the polydispersity index was measured as 0,117. Antibacterial, antibiofilm and photocatalytic activities of silver nanoparticles were determined. In the last step application of silver nanoparticles, a composite membrane structure was formed for wastewater treatment with BS. After characterization, different filtration tests of BS membranes were performed. While turbidity removal was achieved by successfully filtration of Escherichia coli, olive mill wastewater was removed by 54% with the composite BS depending on the optical density. The hydraulic permeability value of the composite membrane was measured as 8.99 L/m2.h.bar. With the characterization and filtration tests, the potential of this composite membrane was determined for future studies.
Benzer Tezler
- Türkiye'de aile planlaması çalışmalarında erkeklerin önemi, hastane personeli ile fabrika işçilerinin doğum kontrol yöntemlerine karşı tutum ve davranranışlarında farklılığın araştırılması
Başlık çevirisi yok
KAMİL MALKOÇLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Demografiİstanbul ÜniversitesiAile Sağlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERİN KÖSEBAY
- Değişik derim zamanı ve önsoğutmanın Bursa siyahı incir çeşidinin meyve kalitesi ve pazarlama süresi üzerine etkileri
Effects of haruest time and precooling on fruit quality and shelf-life of the fig variety“Bursa siyahı”
FÜSUN GÜRSEL ÇELİKEL
- Tekstil boyamacılığında atık flottede boyama imkanları üzerine araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET YAKARTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KERİM DURAN
- Ön işlemenin ve askorbik asitin dondurularak depolanan yılan balıklarının (Anguilla anguilla) kalitesine etkileri
Başlık çevirisi yok
H.VOLKAN GÖKSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiSu Ürünleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYDIN URAL
- Antakya tarihi ticaret merkezi mekansal yapı değişim ve gelişim sürecinin kent ticaret merkezi planlamasına etkinliği
The Effectiveness of spatial structural chance and development period of the historical trade center of Antakya in the urban trade planning
NEVİN TURGUT
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Şehircilik ve Bölge PlanlamaGazi ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURCAN UYDAŞ