Doğal ve aktifleştirilmiş kızılağaç talaşı ile sulardan kurşun (II), nikel(II), metilen mavisi ve rodamin B'nin uzaklaştırılması
Removal of lead (II), nickel (II), methylene blue and rhodamine B by natural and activated alder sawdust
Yazar: ALİ KEMAL BAYRAKTAR
Danışman: DOÇ. DR. CELAL DURAN
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Aktif karbon, gaz ve çözelti fazından yüksek performansta adsorpsiyon yeteneğine sahip yüksek yüzey alanlı ve gözenek yapılı eşsiz bir adsorbandır. Günümüzde çeşitli kirletici türlerin giderilmesinde en çok kullanılan adsorban olma özelliği bakımından aktif karbon, karbon içeriği yüksek pek çok materyalden üretilebilir. Ticari aktif karbonların pahalı olması nedeniyle tarımsal atık ürünlerinden çok ucuz aktif karbon üretimine yönelik çalışmalar gün geçtikçe artmaktadır. Bu atıklardan biri de doğal kızıl ağaç talaşlarıdır. Bu çalışmada; Doğu Karadeniz Bölgesi'nde yaygın olarak yetişen doğal kızılağaç talaşından H2SO4 kimyasal aktivasyonu ile aktif karbon üretildi. Aktif karbonun karakterizasyonundan sonra doğal kızıl ağaç talaşı ve aktif karbonun, sulu çözeltiden Metilen Mavisi (MM) RodaminB (RB), Kurşun(II) ve Nikel(II) gibi organik ve inorganik kirleticileri giderme kapasitesi test edildi. Karakterizasyonda yüzey alanı, nem tayini, FT-IR analizleri, pH ve pHpzc analizleri, yüzey asidik fonksiyonel grupların tayinini içeren çeşitli analitik işlemler uygulandı. Adsorpsiyon deneyleri kesikli sistemle yürütüldü. Sulu çözeltiden aktif karbon üzerinde adsorpsiyon testleri olarak denge, kinetik ve termodinamik açıdan çeşitli optimizasyon parametreleri incelendi. Adsorpsiyon kinetiği; birinci ve ikinci mertebeden hız ifadeleri ile parçacık içi difüzyon modeli kullanılarak incelendi. Adsorpsiyon mekanizmasını açıklamak için Langmuir ve Freundlich izoterm modelleri kullanıldı. Adsorpsiyonun sıcaklıkla nasıl değiştiğini belirlemek için entalpi (?H), entropi (?S) ve Gibbs serbest enerjisi (?G) hesaplandı. Sonuç olarak, aktif karbonun sulu çözeltilerden Metien Mavisi, RodaminB, Kurşun(II) ve Nikel(II)' nin gideriminde doğal kızıl ağaç talaşından daha etkili olduğu anlaşılmıştır.

Abstract:
Activated carbon, which have a high adsorption ability from gaseous and solution phases is a unique adsorbent with high surface area and porous structure. Today activated carbon is the most preferable adsorbent for elimination of various pollutants and can be produced from many materials with high carbon content. Since commercial activated carbons have high costs, nowadays the studies aimed at producing of low cost activated carbons from agricultural waste materials is gradually increasing. Among these waste materials are natural alder sawdusts. In this study, activated carbon was produced from natural alder sawdust which bountifully grows in East Black Sea Area by chemical activation using H2SO4. The removal abilities of activated carbon and natural alder sawdust for the organic and inorganic pollutants such as Methylene Blue, Rhodamine B, Lead(II) and Nickel(II) by adsorption from aqueous solutions were tested after activated carbon characterization. In characterization study, some analytical procedures including determination of surface area, moisture, FT-IR analyses, and determinations of pH, pHpzc and surface acidic functional groups were performed. Adsorption tests were carried out with batch technique. Some optimization parameters have been investigated in terms of equilibrium, kinetics and thermodinamics based on adsorption tests from aqueous solutions. Adsorption kinetic was analysed by using pseudo first order kinetic model, pseudo second order kinetic model and intraparticle diffusion model. Langmuir and Freundlich ishoterm models were used in order to explain adsorption mechanism. Thermodynamic parameters such as ?H, ?S and ?G were calculated in order to determine how adsorption had changed with temperature. Consequently, it has been identified that activated carbon is more effective than natural alder sawdust for removal of Methylene Blue, Rhodamine B, Lead(II) and Nickel(II) from aqueous solutions.