Dogal ve demir kaplı zeolit karakterizasyonu ve sulardan ağır metallerin giderilmesinin araştırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: NECLA DİLARA ATALAY TEKİN
Eş Danışman: MELTEM SARIOĞLU CEBECİ, ÜLKER ASLI GÜLER
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, zeolitin, biyokütlelerinin doğal ve ön işlemden geçirilmiş halleri adsorbent olarak kullanılarak, çinko(II), nikel(II) ve kurşun(II) ağır metal iyonları ile kesikli ve sürekli sistemde tek bileşenli ve iki bileşenli olmak üzere sentetik atıksudan adsorpsiyonu incelenmiştir. İstatiksel modellemeye göre deneyde kullanılacak parametreler ve aralıkları belirlendikten sonra deneyler yürütülmüştür. Response Surface Methodology (RSM) adlı dizayn programı; dizayn değerleri ve cevap değerleri arasındaki fonksiyonel ilişkiyi tahmin ederek istatiksel ve teknik anlamda değerlendirilmesi şeklin de özetlenir. Bu istatiksel bir yaklaşımla deney faktörleri ve bulunan sonuçlar arasındaki ilişkiyi değerlendirmek için kullanılmıştır. Bu amaçla, kesikli sistem deneylerinde adsorpsiyonu etkileyen faktörler (pH, temas süresi, derişim, sıcaklık, adsorbent dozajı) çalışılmış, elde edilen verilere Langmuir, Freundlich ve D-R izoterm modelleri uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre tüm adsorbentlerin Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izotermlerinin her ikisine de uyum gösterdiği belirlenmiştir. D-R modelinden elde edilen ortalama adsorpsiyon enerjisi (E), adsorpsiyon mekanizmasının fiziksel iyon değişimi ile meydana geldiğini göstermiştir. Adsorpsiyon kinetiğinin belirlenmesinde sözde ikinci derece hız kinetik modelleri kullanılmış ve her iki adsorbent için, Zn(II), Ni(II) ve Pb(II) adsorpsiyonunu sözde ikinci dereceden hız eşitliğinin temsil ettiği belirlenmiştir. Ayrıca tanecik içi difüzyon modelinden iki doğrusal bileşen (birincisi sınır tabakası difüzyonu, ikincisi ise tanecik içine difüzyon ile ilgili) elde edilmiştir. Zn(II), Ni(II) ve Pb(II) iyonları için tüm adsorbentlere zeolit ve demir kaplı zeolit adsorpsiyonunda termodinamik parametrelerden ΔH, ΔS ve ΔG değerleri hesaplanmıştır. Ayrıca tüm adsorbentler ile desorpsiyon çalışmaları, iyonik şiddetin etkisi (NaCl), iki bileşenli giderim çalışmaları yapılmıştır. İki adsorbentin yapısal karakteristigini belirlemek amacıyla FT-IR spektrumları ile SEM görüntüleri çekilmiştir. FT-IR ölçüm sonuçlarına göre adsorbentlerin farklı fonksiyonel gruplara sahip olduğu belirlenmiştir. Sürekli sistem çalışmalarında ise zeolitin doğal hali ve demir kaplı zeolit adsorbent kullanılarak dolgulu kolonda çalışmalar sentetik çözelti ile yürütülmüştür. Ayrıca doğal ve demir kaplı zeolitin HCl ile rejenerasyonu ve 2. kez kullanım çalışması yapılmış, 2. kez kullanımda verimin oldukça düştüğü gözlenmiştir. Dolgulu kolon sisteminde elde edilen verilere Thomas, Yoon-Nelson ve Bohart-Adams modelleri uygulanmıştır. Deneysel Breakthrough eğrileri ile model öngörüleri arasında iyi bir uyum olduğu gözlenmiştir. Sonuç olarak çalışılan tüm materyallerin Zn(II), Ni(II) ve Pb(II) iyonlarının adsorpsiyonunda adsorbent olarak kullanılabilir özellikte oldukları görülmüştür. Anahtar kelimeler: Adsorpsiyon, Zn(II), Ni(II) ve Pb(II) ağır metal, doğal zeolit, demir kaplı zeolit, RSM