Fonksiyonelleştirilmiş mezogözenekli malzemelerin sentezi, karakterizasyonu ve sentetik boyaların sulu çözeltilerden gideriminde kullanımı
Synthesis and characterization of functionalized mesoporous materials and their use in the removal of synthetic dyes
Yazar: SUZAN ALBAYATI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUKADDES CAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Kinetik = Kinetics ; Sentetik boya = Synthetic dye ; Termodinamik = Thermodynamics ; İzotermler = Isotherms

Özet:
Bu tez çalışmasında saf SBA-15 trimetoksi [3-(metil amin) propil]silan, [3-(N,N-dimetilamino)-propil] trimetoksilan ve 3-Aminopropiltrimetoksilan aşılama yöntemi kullanılarak fonksiyonelleştirlmiş ve sulu ortamdan anyonik bir boya olan Kongo kırmızısının uzaklaştırılmasındaki kullanımı incelenmiştir. Sentezlenen malzemeler XRD, N2 adsorpsiyon, SEM ve TEM analiz yöntemleri kullanılarak karakterize edilmiştir. SBA-15 ve tüm modifiye edilmiş SBA-15 örneklerinin hegzagonal yapısı düşük açılı XRD analizi ile doğrulanmıştır. N2 analiz sonuçlarına göre saf SBA-15'in yüzey alanı, gözenek hacmi ve gözenek çapı silika yüzeyinin fonksiyonelleştirilmesi ile beraber azalmıştır. SEM analiz sonuçları SBA-15 mezogözenekli hegzagonal yapıyı doğrulamıştır. Adsorpsiyon denemelerinde sentezlenen SBA-15 tabanlı fonksiyonelleştirilmiş mezo gözenekli malzeme, sulu fazlardan Kongo kırmızısı boyasının gideriminde test edilmiştir. Başlangıç derişimi 25 ppm, 50 ppm ve 75 ppm iken sıcaklık ve adsorban dozu da sırasıyla 30°C, 40°C ve 50 °C ile 0.0025g, 0.0050 g ve 0,0075 g aralığında çalışılmıştır. 60 dakikada sürecin dengeye geldiği ve adsorbat derişimi ile birlikte adsorpsiyon veriminin düştüğü gözlenirken sıcaklığın süreç verimini olumlu etkilediği tespit edilmiştir. Sonuçlar en yüksek adsorpsiyon veriminin birincil amin ile fonksiyonelleştirilmiş A3-SBA-15 örneği ile elde edildiğini göstermiştir.

Abstract:
In this thesis study, pure SBA-15 was functionalized with trimethoxy[3-(methyl) propyl]silane, [3-(N,N-dimethylamino)-propyl] trimethoxysilane and 3-Aminopropyltrimethoxysilane  by  post grafting method and evaluated for use in the removal of an anionic synthetic dye (Congo Red, CR) from aqueous media. The synthesized materials were characterized by using XRD and N2 Adsorption-Desorption Analysis, SEM and TEM analysis methods. The hexagonal structure of SBA-15 and all modified SBA-15 samples was confirmed by low angle XRD analysis. According to the N2 adsorption analysis results, surface area, pore size, and pore diameter of pure SBA-15 samples decreased with the functionalization of the silica surface. SEM analysis results confirmed the SBA-15 mesoporous hexagonal structure. Synthesized SBA-15-based functionalized mesoporous materials were tested in the removal of Congo red dye from aqueous phases. While the initial concentration was 25 ppm, 50 ppm and 75 ppm, the temperature and adsorbent dose were studied at 30°C, 40°C and 50°C, and 0.0025 g, 0.0050 g and 0.0075 g, respectively. While it was observed that the process came to equilibrium in 60 minutes and the adsorption efficiency decreased with the adsorbate concentration, it was determined that the temperature positively affected the process efficiency. The results showed that the highest adsorption efficiency was obtained with the primary amine functionalized A3-SBA-15 sample.