Yeşil sentez yöntemi ile elde edilen nanokompozitler kullanılarak organik kirleticilerin giderimi
Removal of organic contaminants using nanocomposites obtained by the green synthesis method
Yazar: BELGİN YOLDAŞ
Danışman: PROF. DR. MUHAMMED YUNUS PAMUKOĞLU ; DOÇ. DR. BÜLENT KIRKAN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Box-Behnken dizaynı = Box-Behnken design ; Demir = Iron ; Lavanta = Lavender ; Organik kirleticiler = Organic pollutants ; Yeşil sentez = Green synthesis

Özet:
Bu tez çalışmasında meyan kökü (Glycyrrhiza Glabra) ve lavanta bitkisi (Lavandula angustifolia) özütleri kullanılarak yeşil sentez metodu ile sentezlenen SiNH2@FeNP-MK ve SiNH2@FeNP-L nanokompozitleri ile organik kirletici olan metilen mavisi, amoksisilin ve atrazinin sulu çözeltiden Box-Behnken deneysel tasarım yöntemi uygulanarak giderilmesi incelenmiştir. 
Sentezlenmiş olan SiNH2@FeNP-MK ve SiNH2@FeNP-L nanokompozitlerinin karakterizasyonu FTIR, SEM, XRD ve BET yüzey alanı yöntemleri ile yapılmıştır. Sentezlenen bu malzemeler ile adsorpsiyon sürecini etkileyen pH, başlangıç madde konsantrasyonu ve adsorbent dozu parametrelerinin birbirleri ile olan ilişkisi incelenmiştir. 
Deney tasarımından elde edilen sonuçlara göre her bir kirletici için optimum parametreler belirlenmiştir. Elde edilen verilere göre SiNH2@FeNP-MK (Meyan Kökü)'nün metilen mavisi adsorpsiyonunda %87,14'lük bir giderim için optimum parametreler; pH 8,8, metilen mavisi konsantrasyonu 35,8 mg/L ve adsorbent dozu miktarı 3,38 g/L olarak bulunmuştur. SiNH2@FeNP-L (Lavanta)'nın metilen mavisi adsorpsiyonunda %75,39'luk bir giderim için optimum parametreler; pH 10, metilen mavisi konsantrasyonu 42,27 mg/L ve adsorbent dozu miktarı 0,5 g/L olarak bulunmuştur. 
SiNH2@FeNP-MK (Meyan Kökü)'nün atrazini adsorpsiyonunda optimum parametreler; pH 6,06, atrazin konsantrasyonu 9,49 mg/L ve adsorbent dozu miktarı 0,65 g/L olarak bulunmuştur. SiNH2@FeNP-L (Lavanta)'nın atrazin adsorpsiyonunda optimum parametreler ise pH 5,5, atrazin konsantrasyonu 4,99 mg/L ve adsorbent dozu miktarı 0,70 g/L olarak bulunmuştur. 
SiNH2@FeNP-MK (Meyan Kökü)'nün amoksisilin adsorpsiyonunda optimum parametreler; pH: 5,6, amoksisilin konsantrasyonu 40,79 mg/L ve adsorbent dozu miktarı 1,85 g/L olarak bulunmuştur. SiNH2@FeNP-L (Lavanta)'nın amoksisilin adsorpsiyonunda optimum parametreler ise pH: 6,7 amoksisilin konsantrasyonu 15,78 mg/L ve adsorbent dozu miktarı 1,67 g/L olarak bulunmuştur.
Adsorpsiyon izotermlerinden Langmuir ve Freundlich izotermleri, kinetik modellerden ise Ho's ve Lagergren modelleri uygulanmış ve uyumlulukları ortaya konulmuştur.
SiNH2@FeNP-MK ve SiNH2@FeNP-L'nın metilen mavisi, atrazin ve amoksisilin adsorpsiyonundan elde edilen deneysel veriler her iki kinetik hız modeline uyarlandığında elde edilen verilere göre, yalancı ikinci derece kinetiğe uygun olduğu görülmüştür.
Yukarı akışlı kolon çalışmasında SiNH2@FeNP-MK nanokompoziti kullanılarak metilen mavisi, atrazin ve amoksisilin giderim çalışmalarında qmax değerleri sırası ile 27,63 mg/g, 21,6 mg/g ve 39,79 mg/g olarak elde edilmiştir. Yüzde giderimleri ise metilen mavisi, atrazin ve amoksisilin için sırası ile %34,5, %18,8 ve % 69,5 olarak bulunmuştur.
Yukarı akışlı kolon çalışmasından elde edilen veriler, kinetik modellere uyarlandığı zaman R2 değerleri dikkate alındığında, metilen mavisi, atrazin ve amoksisilin için sırası ile 0,7449 Thomas model, 0,2654 Thomas ve Yoon- Nelson model ve 0,741 Thomas model ve Yoon- Nelson modellerine uygun olduğu görülmüştür. 
Yapılan çalışmalar neticesinde elde edilen sonuçlara göre sentezlenen nanokompozitlerinden SiNH2@FeNP-MK'nın SiNH2@FeNP-L' ya göre giderim çalışmalarında daha iyi performans sergilediği görülmüştür. Bu bağlamda SiNH2@FeNP-MK'nın diğer organik kirleticilerin gideriminde de kullanılabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
In this thesis study, SiNH2@FeNP-MK and SiNH2@FeNP-L nanocomposites synthesized by green synthesis method using extracts of licorice root (Glycyrrhiza Glabra) and lavender plant (Lavandula angustifolia) to remove organic pollutants methylene blue, amoxicillin and atrazine from aqueous solution by applying the Box-Behnken experimental design method.
The structure of the synthesized SiNH2@FeNP-MK and SiNH2@FeNP-L nanocomposites was characterized by FTIR, SEM, XRD and BET surface area methods. The relationship between these synthesized materials and the parameters of pH, initial substance concentration and adsorbent dose, which affect the adsorption process, were investigated.
According to the results obtained from the experimental design, optimum parameters were determined for each pollutant. According to the data obtained, optimum parameters for an 87.14% removal in methylene blue adsorption of SiNH2@FeNP-MK (Licorice Root) are pH: 8.8, methylene blue concentration 35.8 mg/L and adsorbent dose amount 3.38 g It was found as. The optimum parameters for a 75.39% removal in methylene blue adsorption of SiNH2@FeNP-L (Lavender) were found to be pH 10, methylene blue concentration 42.27 mg/L and adsorbent dose 0.5 g/L. 
Optimum parameters for atrazine adsorption of SiNH2@FeNP-MK (Licorice Root) were found to be pH: 6.06, atrazine concentration 9.49 mg/L and adsorbent dose 0.646 g/L. Optimum parameters for atrazine adsorption of SiNH2@FeNP-L (Lavender) were found to be pH: 5.5, atrazine concentration 4.99 mg/L, and adsorbent dose 0.702 g/L. 
The optimum parameters for the amoxicillin adsorption of SiNH2@FeNP-MK (Licorice Root) were found to be pH: 5.6, amoxicillin concentration 40,792 mg/L and adsorbent dose 1.845 g/L. Optimum parameters in the adsorption of amoxicillin of SiNH2@FeNP-L (Lavender) were found to be pH: 6.7, amoxicillin concentration 15,784 mg/L and adsorbent dose 1.664 g/L.
The compatibility of the experimental data obtained with Langmuir and Freundlich adsorption isotherm models, Ho's and Lagergren kinetic models was investigated.
According to the data obtained when the experimental data obtained from the adsorption of methylene blue, atrazine and amoxicillin of SiNH2@FeNP-MK and SiNH2@FeNP-L were adapted to both kinetic rate models; It was found to be suitable for pseudo-second-order kinetics.
In the upstream column study, the qmax values in the removal studies of methylene blue, atrazine and amoxicillin by using SiNH2@FeNP-MK nanocomposite were; 27.63 mg/g, 21.6 mg/g and 39.79 mg/g. Percentage removals were found to be 34.54%, 18.79% and 69.5% for methylene blue, atrazine and amoxicillin, respectively.
When the data obtained from the upstream column study were adapted to the kinetic models, considering the R2 values, it was found that methylene blue, atrazine and amoxicillin were suitable for 0.7449 Thomas model, 0.2654 Thomas and Yoon-Nelson model and 0.741 Thomas model and Yoon- Nelson model, respectively seen.
According to the results obtained as a result of the studies, it was seen that SiNH2@FeNP-MK, one of the synthesized nanocomposites, performed better in removal studies than SiNH2@FeNP-L. In this context, it is thought that SiNH2@FeNP-MK can also be used in the removal of other organic pollutants.