Asidik ve bazik boyar maddelerden kaynaklanan rengin doğal ve aktive edilmiş fıstık kabuğu ile adsorpsiyonu
Adsorption with natural and activated pistachio shell of colour result from acidic and basic dyes
Yazar: MAZEN ALZEIN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İLKNUR ŞENTÜRK
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Yüksek lisans tez çalışmasında, tekstil endüstrisinde kullanılan Basic Blue 41 ve
Acid Violet 17 boyar maddelerinin ham ve aktive edilmiş Antep fıstığı kabuğu
kullanılarak adsorpsiyon ile uzaklaştırılması incelenmiştir. Denge
çalışmalarında temas süresi, partikül boyutu, pH değeri, adsorban dozu,
başlangıç konsantrasyonu, sıcaklık, iyon etkisi, rejenerasyon döngüleri ve
adsorbentin yeniden kullanılabilirliği gibi adsorpsiyonu etkileyen önemli
faktörlerin etkileri araştırılmıştır. İki boyar madde için de tek tek bu
parametrelerin etkileri ve optimum deney şartları belirlenmiştir. Ham fıstık
kabuğu ile denge anında BB 41 için % 85.36 verim alınmıştır. Ancak denge
anındaki AV 17 giderimi % 24.35 olduğu için fıstık kabuğuna önişlem
uygulayarak verimin artırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla farklı kimyasal
maddeler kullanılmıştır. En iyi sonuç 10 N H2SO4 ile önişlem uygulanan fıstık
kabuklarından elde edildiği için (% 93.04) AV 17 boya adsorpsiyonu için
çalışmalara 10 N H2SO4 ile aktive edilmiş fıstık kabukları (AAFK) ile devam
edilmiştir.
Adsorbent karakterizasyonu için sıfır yük noktası, FTIR, SEM ve EDX
incelemeleri yapılmıştır. Belirlenen optimum şartlarda yapılan deneysel
çalışmalarda farklı kinetik ve izoterm modelleri uygulanmıştır. Basic Blue 41 ve
Acid Violet 17 için yalancı ikinci dereceden kinetik model ve Langmuir
adsorpsiyon modellerine uygun olduğu görülmüştür. Maksimum adsorpsiyon
kapasiteleri Basic Blue 41 ve Acid Violet 17 için sırasıyla 21.834 mg/g ve 26.455
mg/g'dır. Termodinamik çalışmalar sonucunda ise Basic Blue 41 için doğası
gereği spontane ve endotermik olduğu, Acid Violet 17 için de endotermik olduğu 
ve sıcaklık artması durumunda arıtımın artacağı belirlenmiştir. Basic Blue 41 ve
Acid Violet 17 boyar maddeleri için sürekli sistem kolon çalışmalarında yatak
yüksekliği, akış hızı ve başlangıç boya konsantrasyonları etkilerine bakılmış ve
optimum şartlarda çalışması yapılmıştır. Sürekli sistem çalışmalarında Adams-
Bohart, Thomas ve Yoon-Nelson gibi farklı modellerin incelenmesi yapılmıştır.
Modeller sonucunda iki boyanın da Thomas ve Yoon-Nelson modellerine uygun
olduğu görülmüştür. Basic Blue 41 için 41.77 mg/g, Acid Violet 17 için 14.32
mg/g adsorpsiyon kapasiteleri elde edilmiştir. Yukarıdaki bulgular, Antep fıstığı
kabuğunun yüksek bir adsorpsiyon potansiyeline sahip olduğunu ve boya içeren
atık suların arıtılmasında kullanılabileceğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler: Antep fıstığı kabuğu, Basic Blue 41, Acid Violet 17,
Adsorpsiyon, Kimyasal Önişlem, İzotermler, Kinetikler, Kolon Çalışması

Abstract:
In this master thesis study, the removal of Basic Blue 41 and Acid Violet 17 dyes
which are used in the textile industry by adsorption by using raw and activated
pistachio shell was investigated. In equilibrium studies, the effects of important
factors affecting the adsorption, such as contact time, particle size, pH value,
adsorbent dose, initial concentration, temperature, ion effect, and reusability of
the adsorbent were investigated. The effects of these parameters were
determined for two dyes and optimum experimental conditions were determined.
The raw pistachio shell yielded a yield of 85.36% for the BB 41 dye. However,
since the AV 17 removal at the moment of equilibrium is 24.35%, it is aimed to
increase the efficiency by pretreating the pistachio shell. Different chemicals
have been used for this purpose. As the best result was obtained from pistachio
shells which were pretreated with 10 N H2SO4 (93.04%), studies for adsorption
of AV 17 were continued with 10 N H2SO4 activated pistachio shells (AAFK).
The zero point of charge, FTIR, SEM and EDX examinations were made for
adsorbent characterization. Different kinetics and isotherm models were applied
in experimental studies performed at optimum conditions. Basic Blue 41 and
Acid Violet 17 were found to be suitable for the pseudo-second-order kinetic model
and Langmuir adsorption model. Maximum adsorption capacities for Basic Blue
41 and Acid Violet 17 were 21.834 mg/g and 26.455 mg/g, respectively. As a
result of thermodynamic studies, it was determined that it was inherently
spontaneous and endothermic for Basic Blue 41, and it was endothermic for Acid
Violet 17 and the treatment would increase if the temperature increased. The
effects of bed height, flow rate and initial dye concentrations in continuous
system column studies for Basic Blue 41 and Acid Violet 17 dyes were
investigated and the optimum conditions were performed. Different models such
as Adams-Bohart, Thomas and Yoon-Nelson have been studied in continuous
system studies. As a result of the models, two dyes were found to be suitable for
Thomas and Yoon-Nelson models. 41.77 mg/g for Basic Blue 41 and 14.32 mg/g
for Acid Violet 17 were obtained. The above findings show that the pistachio
shell has a high adsorption potential and can be used to treat wastewater
containing dye.

Keywords: Pistachio shell, Basic Blue 41, Acid Violet 17, Adsorption,
Chemical Pre-treatment, Isotherms, Kinetics, Column Study