Kimyasal olarak modifiye edilmiş adsorbanlar kullanarak ağır metal iyonlarının adsorpsiyonu
Removal of heavy metal ions using chemically modified adsorbents
Yazar: MEHMET EMİN ARGUN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ŞÜKRÜ DURSUN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Kinetik = Kinetics ; Modifikasyon = Modification ; İzotermler = Isotherms

Özet:
Bu tez çalışmasında Cd(II), Pb(II), Cu(II), Ni(II) ve Cr(VI) iyonlarının kimyasalolarak modifiye edilmiş ağaç malzemeleri (çam kabuğu, çam kozalağı ve meşe talaşı)kullanılarak adsorpsiyonu incelenmiştir. Ağır metal gideriminde modifikasyonmetotlarının adsorpsiyon kapasitesini arttırıcı etkileri incelenmiştir. Modifikasyondanönce ve sonra ağaç malzemelerinin yapısı FTIR, SEM ve zeta potansiyeli analizleri ilebelirlenmiştir. Modifikasyon işlemleri için HCl, NaOH, Fenton reaktifileri,polimerleştirme, aseton, etanol, kloroform, tetraetilen glikol, dietil eter ve glikolkullanılmıştır. Ayrıca, HCl, NaOH ve Fenton ile modifiye edilen ağaç malzemeleri ilekinetik, izoterm ve termodinamik çalışmalar yapılmıştır. Adsorpsiyon işlemlerindensonra ağaç malzemelerinin tekrar kullanılabilirliğini belirlemek amacı ile rejenerasyonçalışmaları da yapılmıştır. Uygulanan modifikasyon işlemlerinin neden olduğu ilavemaliyetler hesaplanmış ve klasik yöntemlerle karşılaştırılmıştır. Ham ağaçmalzemelerinin arıtımda suya verdikleri Kimyasal Oksijen İhtiyacı 1030-1820 mg/Laralığında iken, bu değer modifiye adsorbanlarda 20-110 mg/L seviyelerine düşmüştür.Giderim verimleri ağır metal konsantrasyonu ile değişmekle birlikte %99'a kadarçıkmıştır. Adsorpsiyon kapasiteleri adsorban ve modifikasyon çeşidine göre 2 mg/g ile100 mg/g arasında bulunmuştur. Sonuç olarak, ağaç malzemelerinin adsorpsiyonkapasitelerinin klasik adsorbanlarla rekabet edebilecek ölçüde olduğu ve atık sulardanağır metallerin arıtımında ekonomik olarak kullanılabileceği ortaya çıkmıştır.Anahtar Kelimeler: modifikasyon, ağır metal, adsorpsiyon, ağaç malzemesi,izoterm, kinetik, termodinamik

Abstract:
The removal of Cd(II), Pb(II), Cu(II), Ni(II) and Cr(VI) ions from aqueoussolutions using chemically modified wood materials (pine bark, pine cone and oaksawdust) were investigated in this thesis. Chemical modification methods effects on theadsorption capacity improvement for removal of heavy metals have been investigated.Structures of wood materials before and after modifications were examined by theFTIR, SEM and zeta potential analyses. HCl, NaOH, polymerization, acetone, ethanol,chloroform, tetra ethylene glycol, diethyl ether, glycol and Fenton reactives were usedfor modification processes. Investigation of kinetic, isotherm and thermodynamicparameters were also studied for HCl, NaOH and Fenton modified wood materials.Rejeneration processes were studied for the determination of wood material?sreusability after adsorption processes. Additional costs for applied modificationprocesses were calculated and they were compared with classic methods. Chemicaloxygen demand residues in treated water by raw wood materials decreased from 1030-1820 mg/L to 20-110 mg/L with modification processes. Removal efficiencies changedwith heavy metal concentration in water sample and increased up to 99%. Adsorptioncapacities were found between 2 mg/g and 100 mg/g according to type of adsorbent andmodification methods. As a result, it was revealed that adsorption capacities and costsof adsorbents were compatible with conventional adsorbents.Key Words: modification, heavy metal, adsorption, wood material, isotherm,kinetic, thermodynamic.