Murt yaprağı (Myrtus communis) özütü kullanılarak bakır oksit nanopartiküllerinin yeşil sentezi ve karakterizasyonu: Telon Blue AGLF boyar maddesi adsorpsiyonunun araştırılması
Green synthesi̇s of copper oxi̇de nanoparti̇cles (CUONPs) by usi̇ng myrtus communi̇s leaves extract: investigation of adsorption of the Telon Blue AGLF dyestuff
Yazar: MÜJDE HOCAOĞLU
Danışman: PROF. DR. AYLA ÖZER
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada; indirgeyici ajan olarak Akdeniz Bölgesi'nde yetişen Murt yaprağı (Myrtus communis) özütü ile bakır oksit nanopartiküllerinin (CuONPs) yeşil sentezi gerçekleştirilmiştir. Biyosentezlenen CuONPs, SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu), EDX (Enerji Dağılımlı X Işınımı Kırınımı), FTIR (Fourier Dönüşümlü Infrared Spektroskopisi) ve XRD (X-ışını kırınımı) gibi çeşitli fizikokimyasal karakterizasyon teknikleri ile karakterize edilmiş; sonrasında CuONPs'in adsorbent özellikleri kesikli sistemde Telon Blue AGLF boyar maddesinin adsorpsiyonu çalışmaları ile belirlenmiştir. TB AGLF boyar maddesinin CuONPs'e adsorpsiyonunda optimum ortam koşulları; başlangıç pH'ı 7.0-8.0, sıcaklık 25°C, başlangıç boyar madde derişimi 2000 mg/L, adsorbent derişimi 1.0 g/L olarak belirlenmiştir. 
TB AGLF boyar maddesinin CuONPs'e adsorpsiyonunda denge verilerine Langmuir ve Freundlich izoterm modelleri uygulanmış; TB AGLF'nin CuONPs'e adsorpsiyonu denge verilerinin Langmuir izoterm modeline daha iyi uyduğu gözlemlenmiştir. Langmuir izoterm modelinden CuONPs'in maksimum tek tabaka adsorplama kapasitesi 3225.8 mg/g olarak belirlenmiştir. TB AGLF'nin CuONPs'e adsorpsiyonu kinetiği verilerine yalancı birinci ve yalancı ikinci mertebe kinetik modelleri uygulanmış; TB AGLF'nin CuONPs'e adsorpsiyonu kinetiğinin yalancı ikinci mertebe kinetik modele daha iyi uyduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, TB AGLF'nin CuONPs ile gideriminde adsorpsiyona iç ve dış kütle aktarımının etkili olduğu belirlenmiştir.
CuONPs'in adsorpsiyon öncesi ve TB AGLF boyar maddesi adsorpsiyonu sonrası EDX elementel analiz sonuçları karşılaştırılmış; adsorpsiyon sonrası TB AGLF boyar maddesi molekül yapısında bulunan bileşenlerin ortamda bulunduğu gözlemlenmiştir. EDX analiz sonuçları TB AGLF boyar maddesinin CuONPs'e fiziksel olarak adsorplandığını göstermiştir. XRD analiz sonuçlarına göre; adsorpsiyondan sonra adsorbentin kristal yapısının değişmediği gözlemlenmiştir. SEM analizi görüntülerinden, adsorpsiyon öncesi gözenekli yüzeye sahip olan nanopartiküllerin, adsorpsiyon sonrası yüzeylerinin TB AGLF boyar maddesi ile dolduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, Murt yaprağı (Myrtus communis) özütü kullanılarak biyosentezlenen CuONPs'in ortalama partikül boyutu 40-60 nm aralığında olduğu SEM analizinden gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Adsorpsiyon, Biyosentez, Murt yaprağı (Myrtus communis), TB AGLF, Bakır Oksit Nanopartikül, Karakterizasyon

Abstract:
In this study, the green synthesis of copper oxide nanoparticles (CuONPs) was achieved by using Myrtus communis leaves extract grown in the Mediterranean Region as reducing agent. The biosynthesized CuONPs were characterized by various physicochemical characterization techniques such as Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and X-Ray Diffraction (XRD). Thereafter, the adsorbent properties of CuONPs were determined by adsorption study of Telon Blue AGLF (TB AGLF) dyestuff in the batch system. The optimum environmental conditions in TB AGLF adsorption onto CuONPs were determined as 7.0-8.0 intial pH, 25 °C temperature, 2000 mg/L initial dye concentration and 1 g/L adsorbent concentration.
Langmuir and Freundlich isotherm models were applied to equilibrium data of TB AGLF adsorption onto CuONPs, it was observed that the experimental data of TB AGLF adsorption onto CuONPs well fitted with Langmuir isotherm model. From Langmuir isotherm, maximum monolayer adsorption capacity of CuONPs was determined as 3225.8 mg/g. Pseudo first and Pseudo second order kinetic models were aplied to the kinetic data of adsorption of TB AGLF onto CuONPs; it was determined that the processes of TB AGLF adsorption onto CuONPs well fitted to pseudo second order kinetic model. Also, the internal and external diffusions were effective in the adsorption of TB AGLF onto CuONPs.
Characterization of pre-adsorption and post-adsorption of CuONPs used in the adsorption of TB AGLF; according to the results of EDX elemental analysis; It was observed that the components in the molecular structure of TB AGLF were retained in CuONPs after adsorption. According to XRD analysis results; It was observed that the crystal structure of the adsorbent did not change after adsorption. From the SEM analysis images, it was observed that the surfaces of nanoparticles having a porous surface before adsorption were filled with the TB AGLF after adsorption. In addition, the average particle size of CuONPs biosynthesized using Myrtus communis leaves extract was observed in the range of 40-60 nm from SEM images.

Keywords: Adsorption, Biosynthesis, Myrtus Communis, Telon Blue AGLF, Copper Oxide Nanoparticles, Characterization.