Kitosan temelli adsorbanlar ile humik asit gideriminin incelenmesi
Investigation of humic acid removal by kitosan-based adsorbants
Yazar: ESRA YUMAT
Danışman: PROF. DR. NİLÜFER HİLMİOĞLU
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı kitosan ve kitosan/ZİF 8 kompozit küreleri kullanılarak
adsorpsiyon prosesi ile sulardan humik asit giderim verimliliğinin incelenmesidir. İlk
olarak hazrlanan %1.5'luk kitosan-ECH küreler ile adsorpsiyon denemeleri
gerçekleştirilmiş, humik asit giderim verimi %54 oranında olup yeterli
bulunmamıştır. Sonraki aşamada kitosan miktar arttırılıp çapraz bağlayıcı ajan
miktarı azaltılarak sentezlenen küreler ile gerçekleştirilen deneyler sonucunda verim
%89,7 olarak bulunmuş ve hazırlanan %2'lik kitosan-ECH küreler ile izoterm,
kinetik ve termodinamik çalışmalar yapılmış olup, kimyasal adsorpsiyonun
Freundlich izoterm modeline ve yalancı birinci dereceden kinetik modele uygunluğu
bulunmuştur. Optimum deneysel koşulları belirlemek amaçlı adsorban dozajı
(0,5;1;1;5gr), çözelti konsantrasyonu (10;55;100 mg/L) ve sıcaklık (25;35;45) gibi
farklı değişkenler ile yanıt yüzey metodu kullanılarak adsorpsiyon deneyleri
gerçekleştirilmiş ve adsorban dozaj miktarı 1,5 gram, çözelti hacmi 10 mg/L ve ortam
sıcaklığı 25 ̊C olarak bulunmuştur. Belirlenen optimum deney parametreleri ile
gerçekleştirilen adsorpsiyon işleminde humik asit giderim verimi %91,95 olarak
bulunmuştur. Belirlenen koşullarda kitosan, ZİF 8 ve kitosan/ZİF 8 adsorbanları
kullanılarak deneyler yapılmış ve sırası ile humik asit giderim verimliliği % 95,1,
%98,3 ve %97,3 olarak bulunmuştur. Kitosan/ZİF 8 adsorbanı kullanlarak kinetik ve
izoterm çalışmalar yapılmış ve kimyasal adsorpsiyon için en uygun modeller
Langmuir izotermi ve yalancı ikinci dereceden kinetik model olarak belirlenmiştir.
Ek olarak, kitosan ve kitosan/ZİF 8 küreleri kullanılarak 120 dakika temas süresince
1M HCI asit ile desorpsiyon işlemi gerçekleştirilmiş ve sırası ile desorpsiyon verimi
% 20,9 ve %82,5 olarak bulunmuştur.

Abstract:
The aim of this study is to investigate the efficiency of humic acid removal from water
by adsorption process using chitosan and chitosan/ZIF 8 composite spheres. Firstly,
adsorption experiments were carried out with 1.5% chitosan ECH spheres prepared, and
the humic acid removal efficiency was 54% and it was not found sufficient. In the next
step, as a result of the experiments carried out with the spheres synthesized by increasing
the amount of chitosan and decreasing the amount of cross-linking agent, the efficiency
was found to be 89.7% and isotherm, kinetic and thermodynamic studies were carried out
with the prepared 2% chitosan-ECH spheres. It was found to fit the first-order kinetic
model. Adsorption experiments using response surface method with different variables
such as adsorbent dosage (0.5;1;1;5gr), solution concentration (10;55;100 mg/L) and
temperature (25;35;45) to determine optimum experimental conditions. The adsorbent
dosage amount was found to be 1.5 grams, the solution volume was 10 mg/L and the
ambient temperature was 25 ̊C. In the adsorption process carried out with the determined
optimum experimental parameters, the humic acid removal efficiency was found to be
91.95%. Experiments were carried out using chitosan, ZIF 8 and chitosan/ZIF 8
adsorbents under the specified conditions and the humic acid removal efficiency was
found to be 95.1, 98.3% and 97.3%, respectively. Kinetic and isotherm studies were
carried out using Chitosan/ZIF8 adsorbent and the most suitable models for chemical
adsorption were determined as Langmuir isotherm and pseudo-second order kinetic
model. In addition, using chitosan and chitosan/ZIF 8 spheres, desorption process was
carried out with 1M HCl acid for 120 minutes of contact, and the desorption efficiency
was found to be 20.9% and 82.5%, respectively.