Ceviz ve fıstık dış yeşil kabuklarından elde edilen hidrokömürler ile sulu çözeltiden metilen mavisi boyasının giderimi
Removal of methylene blue dye from aqueous solution with hydrocoals obtained from walnut and pistachio outer green shells
Yazar: MEHMET FERİT DEMİREL
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM TEĞİN
Siirt Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Ceviz kabuğu = Walnut shell ; Hidrokarbonlar = Hydrocarbons ; Kabuklar = Shells ; Kinetik = Kinetics ; Metilen mavisi = Methylene blue ; Termodinamik = Thermodynamics

Özet:
Bu çalışmada, ceviz ve fıstık dış yeşil kabuklarından elde edilen hidrokömürler ile sulu çözeltiden metilen mavisi boyasının giderimi çalışılmıştır. Bunun için Fıstık ve ceviz hidrokömürün FT-IR, SEM, EDX ve TG-DTA ile karekterizasyonu yapılmıştır. Karekterizasyon işlemi sırasıyla 298K, 308K ve 318K sıcaklıklarda, sırasıyla 50, 100, 150, 200 ve 300 konsantrasyonlarda çalışıldı.   Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Radushkevich izotermlerinin adsorpsiyon parametreleri hesaplanmıştır. Ceviz hidrokömür adsorbenti üzerine Metilen Mavisi boyar maddesi için Langmuir korelasyon katsayaları (R2) sırasıyla 0,9963, 0,9974 ve 0,9950 hasaplandı. Fıstık hidrokömür adsorbenti üzerine Metilen Mavisi boyar maddesi için Langmuir korelasyon katsayaları (R2) sırasıyla 0,9759, 0,9939 ve 0,9981 hasaplandı. Ceviz hidrokömürü ve Fıstık hidrokömürü adsorbentleri Metilen Mavisi boyar maddeler için RL değerleri sırasıyla 0,1650 ≥ RL ≥ 0,103, 0,1108 ≥ RL ≥ 0,0177 hesaplandı. Her iki adsorbentin Langmuir modeline uygun olduğu gözlemlenmiştir. Ceviz hidrokömürü adsorbentinin Freundlich sabiti (KF) değerleri 48,9589 mg/g ile 67,1858 mg/g arasında değiştiği ve sıcaklıkla artığı bundan dolayı etkileşimin endotermik olduğu gözlemlenmiştir. Fıstık hidrokömürü adsorbentinin Freundlich sabiti (KF) değerleri 51,3942 mg/g ile 58,5305 mg/g arasında değiştiği ve sıcaklıkla artığı bundan dolayı etkileşimin endotermik olduğu gözlemlenmiştir. Freundlich izoterm modeline göre ceviz ve fıstık hidrokömürlerin n değerleri ˃ 1' olduğundan fiziksel adsorpsiyon gerçekleştiği gözlemlenmiştir. Temkin izoterm modeline göre ceviz ve fıstık hidrokömürlerin adsorbentlerinin B1 değerlerinin sıcaklıkla artığı gözlemlenmiş böylece adsorpsiyonun endotermik olduğu görülmüştür. Dubinin-Radushkevich izoterm modeline göre ceviz ve fıstık hidrokömürlerin E değerleri ˂ 8 kJmol-1 'den küçük olduğu için adsorpsiyon prosesin fiziksel olduğu gözlemlenmiştir. Termodinamik parametreler (ΔHo ve ΔGo) hesaplanmıştır. Ceviz ve fıstık hidrokömürü adsorbentlerinin ΔHo değerleri sırasıyla 37,0940 ve 22,2493 bulunmuştur. Pozitif ΔHo değerleri adsorpsiyonun endotermik olduğunu göstermiştir. Her iki adsorbentin ΔGo değerleri negatif olduğu gözlemlenmiş ve bu da adsorpsiyonun spontan (kendiliğinden) gerçekleştiğini göstermektedir. 
Elde edilen bu verilerin sonucunda hidrokömür yöntemi ile ceviz ve fıstık dış yeşil kabuğundan üretilen aktif karbonların adsorban olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
In this study, the removal of methylene blue dye from aqueous solution with hydrochars obtained from the outer green shells of walnuts and pistachios was studied. For this, peanut and walnut hydrochars were characterized by FTIR, SEM, EDX and TG-DTA. The characterization process was studied at 298K, 308K and 318K temperatures, respectively, at 50, 100, 150, 200 and 300 concentrations. The adsorption parameters of Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich isotherms were calculated. Langmuir correlation coefficients (R2) for Methylene Blue dyestuff on walnut hydrochar adsorbent were calculated as 0.9963, 0.9974 and 0.9950, respectively. Langmuir correlation coefficients (R2) for Methylene Blue dyestuff on peanut hydrochar adsorbent were calculated as 0.9759, 0.9939 and 0.9981, respectively. The RL values for Walnut hydrochar and Peanut hydrochar adsorbents Methylene Blue dyestuffs were calculated as 0.1650 ≥ RL ≥ 0.103, 0.1108 ≥ RL ≥ 0.0177, respectively. It was observed that both adsorbents fit the Langmuir model. It has been observed that the Freundlich constant (KF) values of the walnut hydrochar adsorbent vary between 48.9589 mg/g and 67.1858 mg/g and increase with temperature, so the interaction is endothermic. It has been observed that the Freundlich constant (KF) values of the peanut hydrocoal adsorbent vary between 51.3942 mg/g and 58.5305 mg/g and increase with temperature, so the interaction is endothermic. According to the Freundlich isotherm model, physical adsorption has been observed since the n values of walnut and peanut hydrochars are greater than ˃ 1. According to the Temkin isotherm model, it was observed that the B1 values of the walnut and peanut hydrocoal adsorbents increased with temperature, so it was seen that the adsorption was endothermic. According to the Dubinin-Radushkevich isotherm model, it was observed that the adsorption process was physical since the E values of walnut and peanut hydrochars were less than ˂ 8 kJmol-1. Thermodynamic parameters (ΔHo and ΔGo) were calculated. The ΔHo values of the walnut and peanut hydrocarbon adsorbents were found to be 37.0940 and 22.2493, respectively. Positive ΔHo values indicated that the adsorption was endothermic. The ΔGo values of both adsorbents were observed to be negative, indicating that the adsorption took place spontaneously.
As a result of these data obtained, it has been shown that activated carbons produced from the outer green shell of walnut and pistachio by hydrochar method can be used as adsorbent.