Modifiye edilmiş doğal adsorbanlarla (Fındık ve ceviz kabuğu) sulu ortamdan As(III) iyonlarının giderilmesi
Removal of As(III) ions from aqueous systems using modified natural sorbents (Hazelnut and walnut shell)
Yazar: SEDA YETİM
Danışman: PROF. DR. ALİ ÇELİK
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Arsenik doğada çeşitli oksidasyon basamaklarında bulunmaktadır; fakat doğal sularda çoğunlukla inorganik formlarının oksianyonları şeklinde, trivalent arsenit [As(III)] ve pentavalent arsenat [As(V)] şeklinde bulunur. As(III) biyolojik sistemlere karşı As(V)'den daha toksiktir.
Arsenik giderimi için baş vurulan başlıca teknolojiler çöktürme-pıhtılaşma, membran ayırma, iyon değişimi ve adsorpsiyon yöntemleridir. Adsorpsiyon, genel olarak gelecek vaat eden bir yöntem olarak kabul edilir ve atık su ve su kaynaklarından ağır metallerin uzaklaştırılması için ekonomik olarak uygun bir alternatif yöntem olduğu belirtilmektedir.
Bu çalışmada, yapay olarak hazırlanmış çözeltilerden As (III) iyonlarını gidermek için doğal absorbanlar kullanılmıştır. Bunun için, ceviz kabuğu ve fındık kabuğu FeCl3 ve FeCl3+NaOH ile modifiye edildikten sonra As(III) iyonlarının gideriminde kullanılmıştır. Adsorpsiyon çalışmaları batch metod kullanılarak gerçekleştirilmiştir ve maksimum adsorpsiyona ulaşabilmek için süre, pH, sıcaklık ve As(III) konsantrasyonu gibi parametreler incelenmiştir. Başlangıçtaki arsenik miktarı ve uygulama sonrası adsorplanmadan çözeltide kalan arsenik miktarı hidrür oluşturmalı atomik absorpsiyon spektrometresinde (HG-AAS), hava/asetilen alevinde analiz edilmiştir. 
Adsorpsiyon performansına sürenin etkisi incelendiğinde, maksimum adsorpsiyonun gözlendiği optimum temas süresi, FeCl3 ile işlem görmüş fındık kabuğu için 4 saat, FeCl3+NaOH ile işlem görmüş fındık kabuğu için 2 saat, FeCl3 ile işlem görmüş ceviz kabuğu için 1 saat, FeCl3+NaOH ile işlem görmüş ceviz kabuğu için 4 saat bulunmuştur. Bütün adsorbanlar için optimum sıcaklığın 20°C ve optimum pH'ın 9 olduğu tespit edilmiştir.
Maksimum adsorpsiyon FeCl3+NaOH ile modifiye edilmiş fındık kabuğunda görülmüştür ve adsorpsiyon kapasitesi 11,84 mg As(III) /g adsorban olarak bulunmuştur. FeCl3 ile modifiye edilmiş fındık kabuğu için kapasite 4,37 mg As(III) /g adsorban, FeCl3 ile modifiye ceviz kabuğu için kapasite 6,17 mg As(III) /g adsorban,  FeCl3+NaOH ile modifiye edilmiş ceviz kabuğu için ise kapasite 5,74 mg As(III) /g adsorban olarak bulunmuştur.

Abstract:
Arsenic can occur in the environment in several oxidation states but in natural waters it is mostly found in inorganic form as oxyanions of trivalent arsenite [As(III)] or pentavalent arsenate [As(V)]. As(III) is more toxic to biological systems than As(V).
The major technologies for arsenic removal include precipitation-coagulation, membrane separation, ion exchange, and adsorption. Adsorption techniques are generally considered to be promising method and have been shown to be an economically feasible alternative method for removing heavy metals from wastewater and water supplies. 
In this study, natural adsorbents were used to remove as As(III) ions from artificially prepared solutions. For this, hazelnut shell and walnut shell were used as sorbents after modifications with FeCl3 and FeCl3+NaOH to remove As(III) ions. Adsorbtion studies were carried out using a batch method and adsorbtion parameters such as time, pH, temperature, As(III) concentration  were researched to have the maximum absorbsion.  As(III) amount at the beginning and unadsorbed As(III) amount left in the solution after treatment were determined  by using hydride generation atomic absorbtion spectrophotometer (HG-AAS) with air-acetylene flame. 
When the effects of time on adsorption performance is analyzed, the maximum adsorption observed as optimum contact time, for hazelnut shell modified with FeCl3 is 4 hours, nut shell modified with NaOH+FeCl3 is 2 hours, walnut shell modified with FeCl3 is 1 hour, walnut shell modified with NaOH+FeCl3 is 4 hours. The optimum temperature was found 20° C and optimum pH was found 9 for all of the adsorbents.
Maximum adsorption was observed on hazelnut shell which modified with FeCl3  and NaOH and the adsorption capacity was found 11.84 mg As(III) /g adsorbent. For hazelnut shell modified with FeCl3 capacity is 4.37 mg of As (III) / g adsorbent, for walnut shell modified with FeCl3 is 6.17 mg of As (III) / g adsorbent and walnut shell modified with FeCl3+NaOH is 5.74 mg of as (III) / g of adsorbent.