Thymus vulgaris atığı kullanılarak sulu çözeltilerden adsorpsiyon yöntemi ile boyar madde giderimi
Dye removal from water solutions using thymus vulgaris waste by adsorption method
Yazar: ESMİHAN ARZU GÜNEŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZÜLEYHA BİNGÜL
Iğdır Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Metilen mavisi = Methylene blue ; Thymus vulgaris L. = Thymus vulgaris L.

Özet:
Bu çalıĢmada; endüstriyel atıksularda sıkça görülen ve sulu çözeltilerde katyonik
formda bulunan metilen mavisi (MM) ile anyonik formda bulunan tripan mavisi (TM)
boyar maddelerinin atık thymus vulgaris (kekik) yapraklarına adsorpsiyonunda
adsorbent boyutu, baĢlangıç boyar madde konsantrasyonu, karıĢtırma hızı, baĢlangıç
pH'sı, adsorbent miktarı ve sıcaklığın boya giderim verimi ve adsorpsiyon kapasitesi
üzerine etkisi sabit karıĢtırmalı ve kesikli bir sistemde incelenmiĢtir. Atık thymus
vulgaris yapraklarının karakterizasyonunu belirlemek için SEM ve pHpzc analizleri
yapılmıĢ ve pHpzc 7,87 olarak belirlenmiĢtir. MM'nin atık thymus vulgaris yapraklarına
adsorpsiyonunda en yüksek giderim verimi pH 10'da elde edilmiĢken, TM
adsorpsiyonunda pH 2'de elde edilmiĢtir. Her iki boyar madde için de baĢlangıç boya
konsantrasyonu arttıkça boya giderim verimi düĢerken adsorpsiyon kapasitesi artmıĢtır.
MM'nin adsorpsiyonunda artan sıcaklığın adsorpsiyon kapasitesini düĢürdüğü, TM'nin
adsorpsiyonunda da artan sıcaklığın adsorpsiyon kapasitesini artırdığı gözlemlenmiĢtir.
Atık thymus vulgaris yapraklarının 0,025 g L-1
adsorbent dozajında MM adsorpsiyon
kapasitesi 861,44 mg g-1
ve TM adsorpsiyon kapasitesi 337,33 mg g-1
iken 0,3 g L-1
adsorbent dozajında MM adasorpsiyon kapasitesi 98,18 mg g-1
ve TM adsorpsiyon
kapasitesi 69,11 mg g-1
'a düĢmüĢtür.
 Langmuir, Freundlich, Temkin, Dubinin-Radushkevich ve Halsey modelleri
hem MM ve hem de TM boyar maddesinin adsorpsiyonunda, adsorpsiyon dengesinin
matematiksel modellemesinde kullanılmıĢtır. Korelasyon değerleri her iki boyar maddeadsorbent sistemininde (MM için R
2
= 0,993 ve TM için R
2
= 0,9751) Freundlich
izotermine uygun olduğunu göstermiĢtir. Kinetik veriler için üç farklı kinetik model
(yalancı birinci derece, yalancı ikinci derece ve partikül içi difüzyon kinetik modeli)
kullanılmıĢ ve hesaplanan kinetik parametre sabitleri adsorpsiyonların, yalancı ikinci
derece kinetik modele uyduğunu göstermiĢtir. Ayrıca, MM ve TM adsorpsiyonuna ait
termodinamik parametreler ile MM için adsorpsiyon iĢleminin kendiliğinden
gerçekleĢtiği (∆Go
<0) ve ekzotermik olduğu (∆Ho
< 0); TM için ise adsorpsiyon
iĢleminin yine kendiliğinden gerçekleĢtiği (∆Go
<0) ve endotermik olduğu (∆Ho
>0)
belirlenmiĢtir.
Anahtar kelimeler: Adsorpsiyon, metilen blue, thymus vulgaris, tripan blue.

Abstract:
In this study; the adsorption of methylene blue (MM) in cationic form and trypan
blue (TM) in anionic form in aqueous solutions, which are frequently seen in industrial
wastewater, on waste thymus vulgaris (thyme) leaves was carried out in a constant
agitation and batch system. The effects of adsorbent size on adsorption, initial dyestuff
concentration, mixing speed, initial pH, amount of adsorbent and temperature on dye
removal efficiency and adsorption capacity were investigated. SEM and pHpzc analyzes
were performed to determine the characterization of waste thymus vulgaris leaves and
pHpzc was determined as 7,87. While the highest removal efficiency was obtained at
pH 10 in adsorption of MM to waste thymus vulgaris leaves, it was obtained at pH 2 in
TM adsorption. For both dyestuffs, as the initial dye concentration increased, the dye
removal efficiency decreased while the adsorption capacity increased. It has been
observed that increasing temperature in the adsorption of MM decreases the adsorption
capacity, while increasing temperature in the adsorption of TM increases the adsorption
capacity. While MM adsorption capacity of waste thymus vulgaris leaves is 861.44 mg
g
-1
and TM adsorption capacity is 337.33 mg g-1
at 0.025 g L-1
adsorbent dosage, at 0.3
g L
-1
adsorbent dosage, MM and TM adsorption capacity decreased to 98.18 mg g-1 and
69.11 mg g-1
, respectively.
Langmuir, Freundlich, Temkin, Dubinin-Radushkevich and Halsey models were
used in the mathematical modeling of the adsorption equilibrium in adsorption of both
MM and TM dyestuffs. Correlation values showed that both dyestuff-adsorbent systems
(R2= 0.993 for MM and R2= 0.9751 for TM) were suitable for the Freundlich isotherm.
Three different kinetic models (pseudo-first-order, pseudo-second-order and
intraparticle diffusion kinetic model) were used for the kinetic data, and the calculated
kinetic parameter constants showed that the adsorption systems fit the pseudo-secondorder kinetic model. In addition, with the thermodynamic parameters of MM and TM
adsorption, it was determined that the adsorption process was spontaneous and
exothermic for MM (∆Go
<0, (∆Ho
<0), while the adsorption process was spontaneous
and endothermic for TM (∆Go
<0, (∆Ho
˃0).
Keywords: Adsorption, methylene blue, thymus vulgaris, trypan blue.