Sulu çözeltilerden feniletil alkol kazanımı
Phenylethyl alcohol recovery from aqueous solutions
- Tez No: 971744
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA BURCU ALP, DOÇ. DR. SIDDIKA GAMZE ERZENGİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Birçok alanda kullanılan değerli bir bileşik olan feniletil alkol (PEA), gülün ana koku maddesidir. Bu çalışmada Purolite MN202 adsorbenti kullanılarak sulu çözeltilerden PEA adsorpsiyonu gerçekleştilmiştir. Adsorbentin PEA adsorpsiyonunda performansını değerlendirmek için kesikli ve dinamik adsorpsiyon deneyleri yürütülmüştür. Kesikli adsorpsiyon deneylerinde başlangıç PEA konsantrasyonunun (250-6000 mgL-1), adsorbent miktarının (0,025-1 g) ve sıcaklığın (25-40°C) adsorpsiyon kapasitesi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Adsorpsiyon mekanizmasını ve derecesini belirlemek amacıyla 30°C'de gerçekleştirilen kesikli adsorpsiyon deney verileri Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Radushkevich (D-R) izoterm modelleri ile incelenmiştir. Langmuir izoterm modeli ile maksimum adsorpsiyon kapasitesi qm 1250 mgL-1 bulunmuştur. Adsorpsiyon izotermlerinin regresyon katsayıları (R²) Langmuir, Freundlich, Temkin ve D-R için sırasıyla 0,93±0,011; 0,93±0,014; 0,95±0,012 ve 0,96±0,011 aralığında bulunmuştur. Hem Langmuir hem de Freundlich izoterm modelleri ve adsorpsiyon-desorpsiyon döngüleri adsorpsiyon mekanizmasının fiziksel adsorpsiyon olduğunu doğrulamıştır. Ayrıca Temkin izoterm modeli adsorpsiyonun elverişli olduğunu göstermiştir. Ek olarak, D-R izoterm modelinden elde edilen 8,22±0,20 kJmol−1 ortalama serbest enerji, adsorpsiyon mekanizmasının geri dönüşümlü iyon değişimiyle ilişkili olduğunu göstermiştir. Adsorpsiyon sürecinin kinetiği, yalancı birinci dereceden (PFO), yalancı ikinci dereceden (PSO) ve partikül içi difüzyon kinetik modelleri uygulanarak incelenmiştir. Regresyon katsayıları (R²) PFO, PSO ve partikül içi difüzyon kinetik modelleri için sırasıyla 0,86±0,020, 0,97±0,0002 ve 0,97±0,0010 bulunmuştur. Denge adsorpsiyon kapasitesi qe, PFO ve PSO modelleri için sırasıyla 938,68±99,11 ve 833,33 mgg-1 hesaplanmıştır. Hız sabitleri PFO (k1), PSO (k2) ve partikül içi difüzyon modelleri (ki) için sırasıyla ve 0,06 dk-1, 7,16x10-5±3,56x10-7 gmg-1dk-1 ve 56,67±0,15 mgg-1dk-0,5 olarak elde edilmiştir. Adsorpsiyon süreci termodinamik açıdan incelendiğinde; Gibbs serbest enerjisinin negatif (ΔG°<0) olduğu görülmüştür. Bu bulgu sürecin kendiliğinden gerçekleştiğini göstermiştir. Negatif adsorpsiyon ısısının adsorpsiyonun ekzotermik gerçekleştiğine, negatif standart entropi değişiminin ise katı-sıvı arayüzünde daha az düzensizlik meydana geldiğine işaret etmiştir. Dinamik adsorpsiyon deneylerinde PEA başlangıç konsantrasyonu (250-500 mgL-1), adsorbent miktarı (1-2 g), akış hızı (11-18,8 mLdk-1) değiştirilerek doygunluğa ulaşma eğrileri (breakthrough curve) elde edilmiştir. % 50 doygunluğa ulaşma süresi başlangıç konsantrasyonu ve akış hızının artması ile azalırken adsorbent miktarının artması ile arttığı görülmüştür. Gülyağı fabrikasından alınan distilasyon suyu ile akış hızı (11-18,8 mLdk-1) değiştirilerek yapılan dinamik adsorpsiyon deneylerinde de akış hızının arttırılması % 50 doygunluğa ulaşma süresini azaltmıştır. Maksimum kolon adsorpsiyon kapasitesi qtk 765,42-6458,51 mgg-1, kolon adsorpsiyon kapasitesi qek 764,42-3225,87 mg, yüzdece giderim ise % 22,68-% 61,80 aralığında hesaplanmıştır. Yoon-Nelson (YNM), Thomas (TM) ve Clark (CM) modelleri ile dinamik adsorpsiyon deney verileri incelenmiştir. Regresyon katsayıları (R2) YNM, TM ve CM için sırasıyla 0,86-0,97, 0,81-0,97, ve 0,83-0,97 aralığındadır. Adsorbentin % 50 doygunluğa ulaşması için gereken zaman τ 146,97-2293,67 dk, YNM sabiti kYN 0,0012-0,0036 dk-1, YNM kolon adsorpsiyon kapasitesi qYN 439,80-3150,48 mgg-1 aralığında hesaplanmıştır. TM sabiti kTM, maksimum adsorpsiyon kapasitesi qTM sırasıyla 0,006-0,24 mLdk-1mg-1, 460,83-3323,26 mgg-1 elde edilmiştir. CM sabiti A ve kütle transfer hızı r sırasıyla 2,68-75,06 ve 0,0014-0,0055 dk-1 aralığında bulunmuştur. YNM'nin dinamik kolon adsorpsiyon verilerini tanımlamada diğer modellere kıyasla daha iyi performans gösterdiği gözlenmiştir. Adsorbentin sulu çözeltilerden PEA kazanımı için uygun olduğu sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Phenylethyl alcohol (PEA), a valuable compound widely used in various fields, is the main odorant component of rose. In this study, PEA adsorption from aqueous solutions was carried out using Purolite MN202 adsorbent. To evaluate the performance of the adsorbent in PEA adsorption, both batch and dynamic adsorption experiments were conducted. In the batch adsorption experiments, the effects of initial PEA concentration (250–6000 mgL-1), adsorbent amount (0.025–1 g), and temperature (25–40°C) on the adsorption capacity were investigated. To determine the adsorption mechanism and its degree, the batch experimental data obtained at 30°C were analyzed using Langmuir, Freundlich, Temkin, and Dubinin–Radushkevich (D-R) isotherm models. The Langmuir model yielded a maximum adsorption capacity (qm) of 1250 mgL-1. The regression coefficients (R²) of the isotherm models for Langmuir, Freundlich, Temkin and D-R were found in the range of 0.93±0.010, 0.93±0.014, 0.95±0.012 and 0.96±0.011 respectively. Both the Langmuir and Freundlich models, along with adsorption–desorption cycles, confirmed that the adsorption mechanism was physical. Additionally, the Temkin model indicated that the adsorption process was favorable. Moreover, the mean free energy calculated from the D-R model was 8.2249±0.2033 kJmol-1, indicating that the mechanism is related to reversible ion exchange. The kinetics of the adsorption process were studied using pseudo-first-order (PFO), pseudo-second-order (PSO), and intraparticle diffusion kinetic models. The regression coefficients (R²) for PFO, PSO, and intraparticle diffusion models were 0.86±0.020, 0.97±0.0002, and 0.97±0.0010, respectively. The equilibrium adsorption capacity (qe) was calculated as 938.68±99.11 mgg-1 and 833.33 mgg-1 for PFO and PSO models, respectively. The rate constants for PFO (k1), PSO (k2) and intraparticle diffusion models (ki) were obtained as 0.06 min-1, 7.16×10-5±3.56×10-7 gmg-1min-1 and 56.67±0.15 mgg-1min-0.5, respectively. When the adsorption process was examined from a thermodynamic perspective; it was seen that the Gibbs free energy was negative (ΔG°<0). This finding showed that the process was spontaneous. The negative heat of adsorption indicated that the adsorption was exothermic, and the negative standard entropy change indicated that less disorder occurred at the solid-liquid interface. In the dynamic adsorption experiments, breakthrough curves were obtained by varying the initial PEA concentration (250–500 mgL-1), adsorbent mass (1–2 g), and flow rate (11–18.8 mLmin-1). The time to reach 50 % breakthrough decreased with increasing initial concentration and flow rate, while it increased with a higher amount of adsorbent. Additional dynamic adsorption experiments were performed using distillation water obtained from a rose oil factory's veronica tank. It was observed that increasing the flow rate shortened the time to reach 50 % breakthrough in these tests as well. The maximum column adsorption capacities (qₜₖ) were found in the range between 765.42 and 6458.51 mgg-1, the equilibrium column adsorption capacity (qₑₖ) in the range between 764.42 and 3225.87 mgg-1 and the removal efficiency in the range between 22.68 % and 61.80 %. Dynamic adsorption data were modelled using Yoon–Nelson (YNM), Thomas (TM), and Clark (CM) models. The regression coefficients for YNM, TM, and CM ranged from 0.86 to 0.97, 0.81 to 0.97 and 0.83 to 0.97, respectively. The time required for 50 % breakthrough (τ), the Yoon–Nelson rate constant (kYN) and the YNM column adsorption capacity (qYN) were calculated in the range between 146.97 and 2293.67 min, 0.0012 and 0.0036 min-1, and 439.80 and 3150.48 mgg-1, respectively. The TM constant as kTM and maximum adsorption capacity qTM were determined 0.006–0.24 mLmg-1min-1 and 460.83–3323.26 mgg-1, respectively. For the CM constants A and the mass transfer rate r were found in the range between 2.68–75.061 and 0.0014–0.0055 min-1, respectively. Among these, the YNM demonstrated the best performance in fitting the dynamic adsorption data. It was concluded that the adsorbent is suitable for recovering PEA from aqueous solutions.
Benzer Tezler
- Yeni polimer membranlar kullanılarak ağır metallerin sulu çözeltilerden değişik filtrasyon teknikleriyle ayrılması.
Removal of heavy metals from aqueous solutions using new polymer membranes by different filtration techniques.
MEHMET SAVRIK
- Piridazinon-üre türevi yeni bileşiklerin sentezi ve biyolojik aktiviteleri üzerine çalışmalar
Studies on synthesis and biological activity of novel pyridazinon-urea derivatives
AROOJ BAKHT
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Eczacılık ve FarmakolojiGazi ÜniversitesiFarmasötik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEN BANOĞLU
- Yeni çapraz bağlı kiral poliakrilamit türevlerinin sentezlenmesi ve Cu(II), Ni(II), Co(II) iyonlarının sulu çözeltilerden adsorpsiyonunda kullanılması
Synthesis of new cross-linked chiral polyacrylamide derivatives and the use in the adsorption of Cu(II), Ni(II), Co(II) ions from aqueous solutions
MUTLU CANPOLAT
- Synthesis of urethane functional polymeric resin and ınvestigation of ıts HeAVY metal sorption properties
Üretan fonksiyonlu polimerik reçinenin sentezlenmesi ve ağir metalleri adsorplama özelliklerinin i̇ncelenmesi
TUĞBA BUĞDAYCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL
- Su-butirik asit-çözücü üçlü sistemlerinin sıvı-sıvı dengeleri
Liquid-liquid equilibria of water-butyric acid-solvent ternary systems
KAYHAN BAYAZIT
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimyaİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. Ş. İSMAİL KIRBAŞLAR