HPLC ile tayin edilebilen bazı yaygın antibiyotiklerin modifiye biyokömür ile sulu ortamdan uzaklaştırılması
Removal of some common antibiotics detectable by HPLC from aqueous medium by modified biochar
Yazar: FATİH SAYIN
Danışman: PROF. DR. SİBEL AKAR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Antibiyotikler = Antibiotics ; Biyokömür = Biochar ; Kromatografi-yüksek basınçlı-sıvı = Chromatography-high pressure-liquid ; Siprofloksasin = Ciprofloxacin ; Soğurma izotermleri = Absorption isotherm ; Tetrasiklin = Tetracycline

Özet:
Antibiyotik kalıntılarının su ortamından giderilmesi son yıllarda sıkça çalışılan bir konu olmuştur. Ancak, bu tür mikro kirleticilerin geleneksel arıtım yollarıyla sulu ortamdan giderimi genellikle yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle, CIP, SDZ ve TC gibi yaygın olarak kullanılan antibiyotiklerin atıksulardan uygun maliyetli ve etkin şekilde arıtılması önemlidir. Adsorpsiyon, düşük derişimdeki mikro kirleticileri giderebilme yeteneği, düşük maliyetli oluşu ve kolay uygulanabilmesi gibi çeşitli avantajları ile geleneksel su arıtma yöntemlerine önemli bir alternatiftir. Biyokömürler son yıllarda birçok araştırmacı tarafından adsorpsiyon çalışmalarında kullanılmıştır. Genellikle geniş yüzey alanlarına sahip ve gözenekli oluşları, mükemmel adsorban olmalarını sağlar.
Bu çalışmada, vişne sapı H3PO4 ile modifiye edilip piroliz edildikten sonra CIP, SDZ ve TC giderimi için kullanılmıştır. Tüm antibiyotik türleri, zwitter iyon formlarında en iyi adsorpsiyon performansını göstermiştir. CIP, TC ve SDZ için maksimum adsorpsiyon verimleri sırasıyla, %99,95; 99,89 ve 97,81, maksimum deneysel adsorpsiyon kapasiteleri ise sırasıyla, 410,06; 310,08 ve 189,68 mg/g olarak elde edilmiştir. Denge verilerinin Freundlich, Dubinin-Radushkevich, Elovich ve Temkin izoterm modelleri ile uyumlu olduğu bulunmuştur. Ayrıca yalancı-ikinci-dereceden ve Elovich modelleri en uygun kinetik modellerdir. Termodinamik veriler, CIP ve TC adsorpsiyon sürecinin endotermik, SDZ adsorpsiyon sürecinin ise ekzotermik doğada olduğunu göstermiştir. Tüm adsorbatların adsorpsiyonunun kendiliğinden ve enerjisel olarak heterojen yüzeyde kimyasal etkileşimlere dayanan bir mekanizma ile ilerlediği söylenebilir.

Abstract:
Removal of antibiotic residues from the water environment has been frequently studied in recent years. However, removing such micro-pollutants from the aqueous medium by conventional methods is usually insufficient. Therefore, it is important to treat wastewaters including commonly used antibiotics such as CIP, SDZ and TC an economical and effective way. Adsorption is a significant alternative to traditional water treatment methods with its various advantages such as ability to remove micro pollutants with low concentration, low cost and easy to application. Biochars have been used by many researchers for adsorption purposes in recent years. They generally have large surface areas and are porous which make them excellent adsorbents.
In this study, sour cherry stalk, modified with H3PO4, pyrolized and then it was used for CIP, SDZ and TC removal. All antibiotic types showed that the best adsorption performance in their zwitter ion forms. Maximum adsorption efficiencies were obtained as 99.95, 99.89 and 97.81% and maximum experimental adsorption capacities were 410.06, 310.08 and 189.68 mg/g for CIP, TC and SDZ, respectively. Equilibrium data were found to be compatible with Freundlich, Dubinin-Radushkevich, Elovich and Temkin isotherm models. Also, the pseudo-second order and Elovich kinetic models were the most suitable models. Thermodynamic data showed that the adsorption processes for CIP and TC were endothermic and SDZ adsorption process is exothermic nature. It can be said that the adsorption of all adsorbates are spontaneous and proceeds with a mechanism based on energetically heterogeneous surface with chemical interactions.