Bor adsorpsiyonu
Boron adsorption
Yazar: SENEM KARAHAN
Danışman: DOÇ.DR. MÜRÜVET YURDAKOÇ
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
V ÖZET Borun sudan uzaklaştırılması için kullanılan kil örnekleri ile modifiye kil örnekleri, sulu çözeltiden adsorpsiyon izotermleri, adsorpsiyon verileri, Langmuir ve Freundlich İzoterm denklemlerine uygunlukları açısından karşılaştırılmıştır. Bentonit (B), illit (I) ve sepiyolit (S) doğal kil örnekleri olarak, dodesilamonyum bentonit (DB), nonilamonyum bentonit (NB), dodesilamonyum illit (Di), nonilamonyum illit (NI), dodesilamonyum sepiyolit (DS) ve nonilamonyum sepiyolit (NS) ise organo-kil örnekleri olarak değerlendirilmiştir. Tüm örneklerin karakterizasyonu yapılmıştır. Örneklerin özgül yüzey alanları, B.E.T. yöntemine göre 77 K'de azot gazı adsorpsiyonu ve desorpsiyonu izotermlerinden hesaplanmıştır. Veriler değerlendirildiğinde genel olarak, doğal killer, nonilamonyum modifıyeli killer ve dodesilamonyum modifiyeli killer sırasında bir azalma belirlenmiştir. Kil örnekleri ve modifiye kil örnekleri olan organo-killerin X-ışını kırınımı (XRD) analizleri yaptırılarak, modifiye ajanların kilin tabakalı yapısına olan etkisi incelenmiştir. Modifikasyondan sonra dooı değerlerinde sepiyolit hariç bir artış gözlenmiştir. Organo-killerin organik madde içerikleri, element analiz cihazıyla incelenerek %H, %C ve %N değerleri bulunmuştur. Tüm örneklerin Termogravimetrik Analizleri (TGA) incelenerek, yapıdan çeşitli sıcaklıklarda ayrılan adsorplanmış su, bağlı su ve örgü suyu miktarları belirlenmiş ve yapının bozunması gibi yapısal değişikler saptanmıştır.VI Bütün örneklerin FTIR spektrumları, KBr disk yöntemiyle alınmış ve elde edilmiş olan spektrumlardaki bandlar adsorpsiyon öncesi ve sonrası için ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Örneklerin adsorpsiyon özellikleri, borun sulu çözeltiden adsorpsiyonunun yapılmasıyla incelenmiştir. Adsorpsiyon verileri Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon denklemleri açısından değerlendirilerek, doğrusallaştırılmış izotermlere dayalı olarak ilgili parametreler belirlenmiştir. Tüm örneklerin Freundlich denklemine uyduğu, illitin ise ayrıca Langmuir denklemine de uyduğu görülmüştür. En yüksek Kf değeri 34,498xl0"3 mmol/g ile NB için bulunmuştur. Ayrıca borun sulu çözeltiden adsorpsiyonu üzerine pH ve iyon şiddetinin etkisi araştırılmıştır. B, I, S, NB, NI ve NS için pH'ın sırasıyla 7,90, 7,82, 8,58, 9,03, 9,14 ve 9,54 olduğu değerlere çıkıldığında, bor adsorpsiyonunun maksimum düzeyde gerçekleştiği görülmüştür. Bunun yamnda, iyon şiddeti arttıkça adsorpsiyon artmıştır. Bu çalışmayla, boru sudan uzaklaştırmak için, nonilamonyum klorürle modifiye edilen bentonitin pH 8,50-9,50 arasında ve iyon şiddetinin İM NaCl olduğu şartlarda etkili bir adsorplayıcı olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Anahtar Sözcükler: Bor, adsorpsiyon, kil, organo-kil, pH, iyon şiddeti

Abstract:
vn ABSTRACT Clay samples and modified clay samples were used for the sorption of boron from water by measuring the adsorption isotherms and fitting the data to Langmuir and Freundlich equation. Bentonite (B), illite (I) and sepiolite (S) were chosen as clay samples and dodecylamonium bentonite (DB), nonylamonium bentonite (NB), dodecylamonium illite (DI), nonylamonium illite (NI), dodecylamonium sepiolite (DS) and nonylamonium sepiolite (NS) as organo-clays. These samples were also characterized. Specific surface area of the samples were determined at 77 K with B.E.T. method showing a decrease in the order of natural samples, dodecylamonium and nonylamonium clays respectively. X-ray powder diffraction analysis of the clay samples and modified clay samples which are organo-clays and the effects of modifying agents on the layer structure of clays were also investigated. After the modification, an increase in dooi values was observed except in the case of sepiolite. Organic matter contents of organo-clays were determined in an elemental analysis instrument and the percentage of H, C and N were also obtained. Thermogravimetric Analysis (TGA) of the samples were carried out for determinaton of the amounts of adsorbed water, bounded water and lattice water and the changes of the structures such as decomposition of the adsorbed species. FTIR spectra of all the samples were obtained in KBr. The bands in spectra were evaluated for before and after adsorption.vm Adsorption properties of the samples were investigated in the adsorption of boron from aqueous solution. We checked the fit of the adsorption data of samples to Langmuir and Freundlich equations. These equations were used in linearized forms and the corresponding parameters were also calculated. It was seen that the adsorption data of all the samples were in agree with Freundlich equation. It was also found that there was a good correlation in the evaluation of the adsorption data of illite. The highest Kf value was found for NB as 34,498x1 0"3 mmol/g. The effects of pH and ionic strength onto adsorption of boron from aqueous solution were also investigated. Adsorption of boron was increased with the increase in pH up to 7,90, 7,82, 8,58, 9,03, 9,14 and 9,54 for B, I, S, NB, NI and NS respectively. It was also observed that adsorption was increased with the increase in ionic strength. With this study, it was proved that nonylamonium chloride modified bentonite can be used as an effective adsorbent for the removal of boron from the water at pH 8,50-9,50, at ionic strength of 1 M NaCl solution. Keywords: Boron, adsorption, clay, organo-clay, pH, ionic strength