Çitosan/kil kompozitlerinin sentezi, karakterizasyonu ve adsorpsiyon uygulamaları
Preparation and characterization of chitosan/clay composites  
and their adsorption applications
Yazar: AYFER YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. YASEMİN BULUT
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, farklı oranlarda çapraz bağlayıcı ve akrilik asit kullanılıp çitosan/bentonit/akrilik asit, ÇBA kompozitleri (ÇBA1, ÇBA2, ÇBA3, ÇBA4, ÇBA5) sentezlenerek sulu çözeltiden MG, MB boyar madde ile Cu(II) ve Ni(II) metal iyonların adsorpsiyonunda kullanıldı. Adsorpsiyon üzerine temas süresi, sıcaklık, başlangıç derişimi ve pH etkisi incelendi. 	
Kinetik veriler psödo-birinci, psödo-ikinci mertebe, Weber-Morris parçacık içi kütle transfer ve gözenek difüzyon modellerinde değerlendirilerek hız sabitleri bulundu. Korelasyon katsayılarının büyüklüğünden kinetik model tespiti yapıldı. Tüm kompozitlerin yüzeyinde MG, MB boyar madde ile Cu(II), Ni(II) metal iyonların adsorpsiyon kinetiğinin psödo-ikinci mertebe modeline uyduğu tespit edilerek kpi sabitleri kullanılarak aktivasyon enerjileri (Ea) hesaplandı. İzoterm verileri ise yaygın olarak kullanılan Langmuir ve Freunlich adsorpsiyon modelleri ile adsorpsiyon dengesi incelenerek bu modellere ait izoterm sabitleri ile korelasyon katsayıları belirlendi. Korelasyon katsayılarının büyüklüğünden adsorpsiyonların Langmuir izoterm modeline uyduğu böylece belirlenen b-Langmuir sabitlerinden, Van' t Hoff denkleminden de yararlanarak adsorpsiyon serbest entalpisi (ΔG), entalpisi (ΔH) ve entropisi (ΔS) termodinamik parametreleri hesaplandı.
Çalışmadaki hem hazırlanan kompozitlerin (ÇBA1, ÇBA2, ÇBA3, ÇBA4, ÇBA5) hem de boyar maddeler ile ağır metal iyonlarının kullanılan adsorplayıcılar üzerinde tutunma mekanizmalarını aydınlatmak üzere adsorpsiyon öncesi ve sonrası yüzey fonksiyonel gruplarını, morfolojisini ve ısısal davranışlarını belirlemek için FTIR, SEM ve TGA-DTA analizleri yapıldı.

Abstract:
In this study, by using different crosslinked and acrylic acid ratio chitosan/bentonite/acrylic acid CBA composites (CBA1, CBA2, CBA3, CBA4, CBA5) were synthesized and used for adsorption of MG, MB dyes and Cu(II), Ni(II) heavy metals. Effects of contact time, temperature, initial concentration and pH on adsorption mechanism were investigated.
Kinetic data were evaluated by pseudo-first, pseudo-second order and Weber-Morris intraparticle mass tansfer and pore diffusion models and kinetic coefficients were determined. Kinetic model was confirmed by magnitudes of correlation coefficients. Pseudo-second model was founded as best model for adsorption of MG, MB dyes and Cu(II), Ni(II) metal ions on all composite surfaces so, by using kpi activation energies (Ea) were calculated. Langmuir and Freunlich models that commonly used were examined for isotherm data calculations and by investigation adsorption equilibrium, isotherm coefficiens were calculated for these models. According to magnitude of correlation coefficiens, Langmuir isotherm model was founded as most usefull isotherm model therefore, by use of determined b-Langmuir coefficients and Van' t Hoff equation adsorption free enthalpy (ΔG), entalphy (ΔH) and entropy (ΔS) parameters were calculated. 
In order to determine synthesized composites (CBA1, CBA2, CBA3, CBA4, CBA5) and adsorption mechanisms of dyes and heavy metal ions on composite surfaces, FTIR (for functional groups), SEM (for surface morphologies) and TGA-DTA (for thermal behaviors) techniques were used before and after adsorption process.