Çapraz bağlı polivinil alkol-sodyum aljinat filmlerin adsorpsiyonla lantanyum giderme özelliklerinin incelenmesi
Investigation of lanthanum removal properties of cross-linked polyvinyl alcohol-sodium alginate films by adsorption
Yazar: ELNARA IBRAHIMOVA
Danışman: DOÇ. DR. NURİ ÜNLÜ
Aksaray Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Endüstriyel vitaminler olarak nitelenen nadir toprak elementleri grubunda yer alan Lantanyum aydınlatma sistemlerinden araç pillerine optik camlardan katalitik dönüştürücülere pek çok teknolojik ürünün üretilmesinde kullanılmaktadır. Ancak bu tür endüstriyel kullanımlar sonucu oluşan Lantanyum içerikli atıklar çevresel açıdan problem oluşturabilecek kirliliklere yol açmaktadır. Bu bakımdan endüstriyel atıklardan Lantanyum giderimi önemli hale gelmektedir. Lantanyum canlı organizmalar için toksik etkiler gösterdiği gibi, insanlar içinde kanserojen etkiler oluşturduğu bilinmektedir. Bu çalışmada sulu ortamlardan lantanyum giderimi için çapraz bağlı polivinil alkol/sodyum aljinat (PVA/NaAlj) filmler adsorbent olarak kullanılmıştır. Hazırlanan filmlere lantanyum adsorpsiyon özellikleri araştırılmıştır. Bu kapsamda, adsorpsiyona pH, adsorpsiyon süresi, başlangıç derişimi ve sıcaklığın etkisi araştırılmıştır. Adsorpsiyonun optimum pH'ı 4, dengelenme süresi 1 saat olarak optimize edilmştir. Adsorpsiyonun pH 2'de Langmuir izotermine, pH 3 ve 4'de ise Freundlich izotermine uyduğu görülmüştür. Deneysel maksimum adsorpsiyon kapasitesi 96,57 mg/g olarak bulunmuştur. Adsorpsiyon kapasitesinin sıcaklıkla arttığı ve adsorpsiyonun endotermik karakterli olduğu bulunmuştur. Termodinamik parametreler ∆H° ve ∆S° sırasıyla 19,15 kJ/mol ve 68,83 J/mol.K olarak bulunmuştur. Çalışılan sıcaklıklarda ∆G° değerlerinin negatif değerli olduğu ve adsorpsiyonun kendiliğinden gerçekleştiği görülmüştür. Beş kez adsorpsiyon/desorpsiyon döngüsünde adsorbanın özelliğini koruduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Lanthanum, which is in the group of rare earth elements characterized as industrial vitamins, is used in the production of many technological products from lighting systems to vehicle batteries, from optical glasses to catalytic converters. However, Lanthanum-containing wastes generated by such industrial uses cause pollution that may cause environmental problems. In this respect, Lanthanum removal from industrial wastes becomes important. Lanthanum shows toxic effects for living organisms and is known to cause carcinogenic effects for humans. In this study, cross-linked PVA-NaAlj films were used as adsorbents for lanthanum removal from aqueous media. Lanthanum adsorption properties of the prepared films were investigated. For this, the effects of pH, adsorption time, initial concentration and temperature on adsorption were investigated. The optimum pH of adsorption was optimized as 4 and equilibration time as 1 hour. The adsorption was found to obey Langmuir isotherm at pH 2 and Freundlich isotherm at pH 3 and 4. The experimental maximum adsorption capacity was found to be 96,57 mg/g. It was found that the adsorption capacity increased with temperature and adsorption was endothermic. Thermodynamic parameters ∆H° and ∆S° were found to be 19,15 kJ/mol and 68,83 J/mol.K, respectively. It was observed that ∆G° values were negative at the studied temperatures and adsorption was spontaneous. The adsorbent retained its properties in five times of adsorption/desorption cycles.