Poli (akrilik asit) ince film kaplı doğal atıkların katyonik boya gideriminde kullanımı
Use of natural wastes coated with poly (acrylic acid) thin film for the removal of cationic dye
- Tez No: 948835
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SÜHEYLA KOCAMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 83
Özet
Evsel ve endüstriyel kaynaklı atıklar, çevresel kirlenmenin başlıca sebepleri arasındadır. Bu kirliliğin çoğu, su kaynaklarındaki bozulmadan kaynaklanmakta olup, atık sularda bulunan boyar maddeler de bu durumun önemli bir parçasını oluşturmaktadır. Düşük konsantrasyonlarda dahi bulunmaları, su kaynaklarının kullanımını olumsuz etkileyebilmektedir. Bu nedenle, özellikle tekstil endüstrisi kaynaklı boyar madde içeren atık sulardan renk giderimi, çevresel açıdan büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada, tekstil endüstrisinde yaygın olarak kullanılan reaktif boyaların neden olduğu atık sulardan adsorpsiyon yoluyla optimum koşullarda renk giderimi araştırılmıştır. Bu amaçla, doğal ve ekonomik birer atık olan fındık kabuğu (FK) ile pamuk atığı (PA) adsorban olarak tercih edilmiştir. Adsorbat olarak ise reaktif boya sınıfından bazik boya olarak bilinen metilen mavisi (MM) boyar maddesi seçilmiştir. Ayrıca FK ve PA, spesifik fizikokimyasal özelliklere ve optimum performansa sahip formlar elde etmek için, Plazma Destekli Kimyasal Buhar Biriktirme Yöntemi (PECVD) ile doğal bir asit olan akrilik asit (AA) ile kaplanmıştır. Çalışmanın ikinci kısmında PECVD yöntemiyle kaplama yapılarak hazırlanan poliakrilik asit kaplı FK (PAkA@FK) ve PA (PAkA@PA)'nın sulu çözeltiden MM boyar maddesini uzaklaştırma kapasiteleri incelenmiştir. Modifiye kabukların karakterizasyonları; FT-IR, FE-SEM/EDX, BET ve partikül boyut analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Çalışmada pH, adsorban miktarı, başlangıç boya konsantrasyonu, süre ve sıcaklık gibi parametrelerin adsorpsiyon üzerindeki etkileri de ayrıntılı olarak analiz edilmiştir. Deneysel veriler Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Raduskevich izoterm modellerine uygulanmıştır. İzoterm verilerinin Langmuir izoterm modeline uyduğu belirlenmiştir. Bu modele göre PAkA@FK ve PAkA@PA'nın maksimum adsorpsiyon kapasitesi (qmax) (25 °C'de) değerleri sırasıyla 199,71 ve 284,696 mg.g−1 olarak belirlenmiştir. Kinetik çalışmalar sonucu elde edilen verileri sözde birinci derece, sözde ikinci derece ve partikül içi difüzyon modelleri için uyarlayıp çalışmanın hangi modele daha uygun olduğu belirlenmiştir. Ayrıca modifiye edilen FK ve PA ile MM'nin adsorpsiyonu için farklı sıcaklıklarda yapılan çalışmalardan elde edilen verilere göre, standart serbest entalpi değişimi (ΔG0), entalpi değişimi (ΔH0) ve entropi değişimi (ΔS0) gibi termodinamik parametreler de hesaplanmıştır. Termodinamik analiz sonuçları adsorpsiyonun ekzotermik, uygulanabilir ve kendiliğinden olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Domestic and industrial wastes are among the primary causes of environmental pollution. A significant portion of this pollution stems from the degradation of water resources, with dyes present in wastewater playing a crucial role in this problem. Even at low concentrations, these dye pollutants can negatively impact the usability of water sources. Therefore, color removal from dye-containing wastewater, especially originating from the textile industry, is of great environmental importance. In this study, the removal of color from wastewater caused by reactive dyes commonly used in the textile industry was investigated through adsorption under optimized conditions. For this purpose, natural and economical waste materials such as hazelnut shell (HS) and cotton waste (CW) were selected as adsorbents. Methylene blue (MB), a basic dye classified under reactive dyes, was used as the adsorbate. In addition, to obtain forms with specific physicochemical properties and optimal performance, HS and CW were coated with acrylic acid (AA), a natural acid, using the Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) technique. In the second part of the study, the methylene blue removal capacities of the modified materials, namely poly(acrylic acid)-coated HS (PAA@HS) and CW (PAA@CW), were examined. The modified adsorbents were characterized by FT-IR, FE-SEM/EDX, BET, and particle size analysis. The effects of parameters such as pH, adsorbent dosage, initial dye concentration, contact time, and temperature on the adsorption process were also analyzed in detail. The experimental data were applied to Langmuir, Freundlich, Temkin, and Dubinin–Radushkevich isotherm models. Among these, the Langmuir model was found to be the best fit. According to this model, the maximum adsorption capacities (qmax) of PAA@HS and PAA@CW at 25 °C were calculated as 199.71 mg·g⁻¹ and 284.696 mg·g⁻¹, respectively. Kinetic data were evaluated using pseudo-first-order, pseudo-second-order, and intraparticle diffusion models to determine the most suitable kinetic mechanism. Furthermore, thermodynamic parameters such as standard Gibbs free energy change (ΔG⁰), enthalpy change (ΔH⁰), and entropy change (ΔS⁰) were calculated based on adsorption experiments at various temperatures. The results of thermodynamic analyses indicated that the adsorption process was exothermic, feasible, and spontaneous.
Benzer Tezler
- PECVD tekniği ile izopren temelli homo ve kopolimerlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of isoprene based homo and copolymers by PECVD technique
MERVE YORULMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KARAMAN
- Fonksiyonel ince filmlerin kimyasal kararlılığının QCM-D tekniği ile incelenmesi
Investigation of the chemical stability of functional thin films by QCM-D technique
EYMEN KONYALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- İnce film kompozit membranların su arıtımında kirlenme özelliklerinin QCM-D tekniği ile araştırılması
Investigation of fouling properties of thin film composite membranes by QCM-D technique in water purification
EDA HAZAL BARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- Lbl ince film membranların ters osmoz performanslarının incelenmesi
Investigation of the reverse osmosis performances of lbl thin film membranes
AYÇA ERGÜN O
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- Design and synthesis of stimuli responsive polymeric nanostructures for drug delivery applications
İlaç taşınım sistemlerinde kullanılmak üzere uyarıya duyarlı polimerik nanoyapıların tasarımı ve üretimi
ABDURRAHİM CAN EGİL
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖZDE İNCE