Aljinat bazlı hidrojel mikro kürelerin sentezi ve ağır metal gideriminde kullanımı
Synthesis of alginate based hydrogel micro spheres and usage of them in removal of heavy metals
Yazar: HANDAN AKÜLKER
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ELİF HATİCE GÜRKAN
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Ağır metal kirliliği çoğunlukla endüstriyel faaliyetlerden kaynaklanan önemli bir çevre problemidir. Membran filtrasyon, iyon değiştirme, kimyasal çöktürme ve elektrokimyasal yöntem, adsorpsiyon gibi yöntemler kullanılarak ağır metallerin giderimi sağlanır. Bu çalışmada; kalsiyum aljinat mikro kürelerle bakır ve çinko iyonlarının adsorpsiyonu incelenmiştir. pH, sıcaklık, temas süresi, başlangıç konsantrasyonu ve dozaj gibi parametrelerin bu ağır metallerin giderim verimine ve adsorpsiyon kapasitesine etkileri incelenmiştir. Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Raduskevich izoterm modelleri denenmiştir. Bakır iyonlarının adsorpsiyonunun Dubinin-Radushkevich, çinko iyonlarının adsorpsiyonunun ise Temkin izoterm modeline uyduğu görülmüştür. Yalancı birinci ve yalancı ikinci dereceden kinetik modelleri, Elovich ve partikül içi difüzyon kinetik modelleri çalışılmıştır. Hem bakır hem çinko iyonlarının adsorspiyon kinetiğinin yalancı ikinci dereceden kinetik modele uygun olduğu görülmüştür. Van't Hoff eşitliği ile bakır iyonlarının adsorpsiyonuna ait ΔH° standart entalpi değişimi 30,58 kJ/mol ve ΔS° standart entropi değişimi 0,10 kJ/(molK)  ve çinko iyonlarının adsorpsiyonuna ait ΔH° standart entalpi değişimi 5,47 kJ/mol ve ΔS° standart entropi değişimi 0,01 kJ/(molK) olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak; bakır iyonlarının kalsiyum aljinat mikro kürenin yüzeyine tutunma isteğinin; çinko iyonlarınınkinden çok daha büyük olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Aljinat, Ağır metal giderimi, adsorpsiyon, mikro küreler

Abstract:
Heavy metal pollution is an important environmental problem that arises mostly from industrial activities. Removal of heavy metals is provided by methods such as membrane filtration, ion exchange, chemical precipitation and electrochemical method, adsorption. In this study; the adsorption of copper and zinc ions on calcium alginate micro spheres was investigated. The effects of parameters such as pH, temperature, contact time, initial concentration and dosage on the recovery efficiency and adsorption capacity of these heavy metals have been investigated. Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Raduskevich isotherm models have been tried. Dubinin-Radushkevich's adsorption of copper ions and Temkin's isotherm model of adsorption of zinc ions. Pseudo first and pseudo second order kinetic models, Elovich and intra-particle diffusion kinetic models have been studied. It has been found that the adsorption kinetics of both copper and zinc ions are appropriate for pseudo-second-order kinetic models. With the Van't Hoff equation, the ΔH ° standard enthalpy change for adsorption of copper ions is 30.58 kJ/mol, ΔS ° standard entropy change is 0.10 kJ /(mol K) and the ΔH ° standard enthalpy change for adsorption of zinc ions is 5.47 kJ /mol and ΔS ° standard entropy change was calculated as 0.01 kJ / (mol K). As a result; the desire of copper ions to attach to the calcium alginate micro spheres' surface  is much larger than that of zinc ions.

Key Words: Alginate, removal of heavy metals, adsorption, micro sphere