Kompozit biochar kullanılarak ağır metal giderimi
Removal of heavy metal by using composite biochar
Yazar: MAHA ABOBAKR YAHYA AL-MEZGAGI
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN DEVECİ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, zeytin pirinasının (ZP) pirolizi ile ve zeytin pirinası ve ham petrolün (ZPHP) eş-pirolizi ile elde edilen biocharların sulu çözeltilerden Cr (VI) uzaklaştırılmasında adsorban olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Adsorpsiyon deneyleri kesikli sistemde gerçekleştirilmiştir. Çeşitli adsorpsiyon parametrelerinin adsorpsiyon verimi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Optimum adsorpsiyon şartları sırasıyla ZP ve ZPHP için pH 3 ve 1,5; zaman 30 ve 15 dak, başlangıç Cr (VI) konsantrasyonu 10 ve 20 mg L-1; madde miktarı 0,4 g ve sıcaklık 30 °C olarak belirlenmiştir. Adsorpsiyon öncesi ve sonrasında biocharların özellikleri Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji yayılımlı X-ışını (EDX) analizleri ile incelenmiştir. Biocharların adsorpsiyon performansı, farklı Cr (VI) konsantrasyonları (10-80 mg L-1 aralığında) kullanılarak Langmuir ve Freundlich izoterm modelleri ile değerlendirilmiştir. Langmuir izotermi ile, ZP ve ZPHP için sırasıyla maksimum adsorpsiyon kapasitesi 4,9 mg g-1 ve 9 mg g-1 elde edilmiştir. Ayrıca Cr (VI)  adsorpsiyonun termodinamik parametreleri (Gibbs serbest enerjisi, Entalpi ve Entropi) hesaplanmıştır. Sonuçlar doğal koşullar altında adsorpsiyon işleminin ekzotermik ve kendiliğinden olduğunu göstermiştir. Görünür ikinci dereceli kinetik model, her iki adsorban için kinetik verilere en iyi korelasyon ile daha iyi bir uyum sağlamıştır. Sonuç olarak, biocharların kirli sulardan Cr (VI) uzaklaştırılması için düşük maliyetli ve çevre dostu adsorban olarak başarıyla kullanılabileceği gösterilmiştir.

Abstract:
In this study, utilization of biochar obtained from pyrolysis of olive pomace (OP) and co-pyrolysis of olive pomace and crude oil (OPCO) as an adsorbent for removal of Cr (VI) from aqueous solution under different conditions. The adsorption experiments were implemented in batch process. The effects of various process parameters were investigated on the adsorption efficiency. The optimum removal conditions were determined as pH 3 and 1.5, time 30 and 15 min, concentration 10 and 20 mg L-1, dose 0.4 g and temperature 30 °C for OP and OPCO respectively. The properties of biochars before and after adsorption were examined with Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) analyses. The adsorption performance of biochars were evaluated by Langmuir and Freundlich isotherm models by using different concentrations of Cr (VI) in the range of 10-80 mg L-1. Langmuir isotherm fitted to experimental data with higher accuracy and a maximum adsorption capacity of 4.9 mg g-1 and 9 mg g-1 for OP and OPCO respectively. The thermodynamic parameters of adsorption (Gibbs free energy, Enthalpy and Entropy) were discussed in this study. The result was showed that the process was exothermic and spontaneous under the natural condition. The pseudo second order kinetic model gave a better fit with best correlation to the kinetic data for each adsorbent. In the light of the results, it can be said that the biochars were successfully used as low-cost and environmental friendly adsorbent for Cr (VI) removal from contaminated water.