Doğal polimerlerle hazırlanan adsorbanlarla metal iyonlarının adsorpsiyonu
Adsorption of metal ions with adsorbans prepared with natural polymers
Yazar: HAYRİYE GÖKNUR AĞCA
Danışman: PROF. DR. KEMAL SARIOĞLU
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
DOĞAL POLİMERLERLE HAZIRLANAN ADSORBANLARLA METAL İYONLARININ ADSORPSİYONU 

Hayriye Göknur AĞCA

Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Yüksek Lisans Tezi, Temmuz 2020
Danışman: Prof. Dr. Kemal SARIOĞLU

ÖZET
Endüstrinin gelişmesi ve yoğun şehirleşmenin sonucu olarak ortaya çıkan atıksularda metal iyonlarının varlığı insan ve çevre sağlığını tehlikeye atmaktadır. Bu çalışmanın amacı atıksularda ağır metal iyonlarının uzaklaştırılmasına ilişkin çözüm arayışlarına katkıda bulunmaktır. Bu çalışmada doğal polimerler olan karboksimetil selüloz (CMC) ve agaroz epiklorohidrin (ECH) ile çapraz bağlanarak yeni bir adsorbent elde edilmiş ve ardından çevreci bir yaklaşımla elde edilen adsorbentler karakterize edilmiştir. Deneysel çalışmalarda kullanılan karboksimetil selüloz (CMC) ve agarozun hidrojel oluşturma özelliğinden yararlanılarak, sentezlenen küresel formdaki adsorbent partiküllerin 20oC sabit sıcaklıkta sulu çözeltilerde Pb(II) iyonu adsorplama yetenekleri üzerine çalışılmıştır. Hidrojel partikül sentezleme aşamasında agaroz fraksiyonu değişmezken, karboksimetil selüloz, epiklorohidrin ve hidrojel adsorbent sentezinin deney düzeneğinde kullanılan iğne uçlarının çapları (ID) farklılık göstermektedir. Adsorbentlerin farklılık gösteren özelliklerinin, Pb(II) iyonunun adsorpsiyon kapasitesi, küresel formdaki hidrojel partiküllerin çapı (DP) ve su tutma kapasitesi üzerine etkisi araştırılmıştır. Diğer yandan adsorpsiyon kapasitesi üzerine pH etkisi araştırılmıştır. Adsorpsiyon verilerinde denge eğrisi oluşturulmuştur.  Çalışmada adsorbentler için Pb(II) iyonu adsorpsiyonunda maksimum adsorpsiyon kapasitesinin 0,914 mg g-1 olduğu, en iyi sonucun CMC içermeyen çapraz bağlanmış %1 agaroz içeren hidrojelden elde edildiği ve adsorbentin pH 5'te maksimum adsorpsiyon kapasitesine ulaştığı sonucuna varılmıştır. ECH miktarı sonuçlara etki etmezken, sentezlenen adsorbentlerin partikül çapı (DP) ile CMC ve ID arasında pozitif doğrusal bir ilişki olduğu görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: Biyopolimerler, Kurşun, Adsorpsiyon, Hidrojel, Karboksimetil Selüloz, Agaroz, Epiklorohidrin

Abstract:
ADSORPTION OF METAL IONS WITH ADSORBANS PREPARED WITH NATURAL POLYMERS

Hayriye Göknur AĞCA

Erciyes University, Graduate School of Natural and Applied Sciences
Master Thesis, July 2020
Supervisor: Prof. Dr. Kemal SARIOĞLU

ABSTRACT

The presence of metal ions in wastewater resulting from the development of the industry and intensive urbanization endangers human and environmental health.The purpose of this study is to contribute to the search for solutions for the removal of heavy metal ions in wastewater. In this study, a new adsorbent was obtained by crosslinking carboxymethyl cellulose (CMC) and agarose with epichlorohydrin (ECH) and then the adsorbents obtained with an environmentalist approach were characterized. Using the hydrogel forming feature of carboxymethyl cellulose (CMC) and agarose used in experimental studies, the ability of synthesized adsorbent beads to absorb Pb(II) ion in aqueous solutions at 20oC constant temperature was studied. While the agarose fraction does not change during the hydrogel bead synthesis phase, the diameters of the needle tips (ID) used in the experimental set up of carboxymethyl cellulose (CMC), epichlorohydrin (ECH) and hydrogel adsorbent synthesis differ. The effects of different properties of adsorbents on adsorption capacity of Pb (II) ion, diameter of spherical hydrogel particles (DP) and water retention capacity were investigated. On the other hand, pH effect on adsorption capacity was also investigated. The balance curve was created in the adsorption data. The study concluded that the maximum adsorption capacity of Pb (II) ion adsorption for adsorbents was 0.914 mg g-1, the best result was obtained from the CMC-free crosslinked 1% agarose-containing hydrogel, and the adsorbent reached its maximum adsorption capacity at pH 5. While the ECH amount did not affect the results, a positive linear relationship was observed between the particle diameter (DP) of the synthesized adsorbents and the CMC and ID.
Keywords: 	Biopolymers, Lead, Adsorption, Hydrogel, Carboxymethyl Cellulose, Agarose, Epichlorohydrin