Vermikülit/poliakrilamid kompozitinin sentezi, karakterizasyonu ve metilen mavisi boyası için adsorban özelliklerinin araştırılması
Synthesis, characterization and investigation of adsorbent properties for methylene blue dye of googlevermiculite/polyacrylamide composite
Yazar: MEDİHA HATIRA
Danışman: PROF. DR. SELÇUK ŞİMŞEK
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Kompozitler = Composites ; Metilen mavisi = Methylene blue ; Poliakrilamid = Polyacrylamide ; Vermikülit = Vermiculite

Özet:
Adsorpsiyon yöntemi sulu ortamdan kirleticilerin uzaklaştırılmasında kullanılan yöntemler arasında kolay kullanımı ve maliyet açısından tercih edilen bir yöntemdir. Adsorban dizaynının kolay yapılabilmesi ve çeşitliliği özellikle metaller boyalar gibi kirleticilerin sulu ortamdan uzaklaştırılmasında adsorpsiyon yöntemini ön plana çıkarmaktır. Adsorban seçiminde birçok doğal ve sentetik materyalle kullanılabilir. Uygun bir adsorbanda aranan özellikler arasında yüksek adsorpsiyon kapasitesi, hızlı adsorpsiyon kinetiği, seçicilik ve kolay ulaşılabilirlik önemlidir. Bundan dolayı, aktif karbon, kil türleri, zeolit ve doğal polimerler en çok tercih edilen adsorbanlar arasındadır. Bu çalışmada bir kil minerali olan vermikülitin adsorpsiyon özelliklerini artırmak amacı ile bir hidrojel olan poliakrilamit ile oluşturulan kompozitine metilen mavi boyasının adsorpsiyon özellikleri araştırılmıştır. Oluşturulan yeni kompozitin ve bileşenlerinin karakterizasyonu, FT-IR, SEM-EDX ve Sıfır yüzey yük noktası çalışmaları araştırılmıştır. Adsorpsiyon çalışmasında kullanılan MM boyasının denge derişimleri UV-vis spektrofotometre kullanarak saptanmıştır. Adsorpsiyona başlangıç MM boya derişiminin etkisi, çözelti pH sının etkisi, sıcaklık ve zaman etkisi çalışma kapsamında incelenmiştir. Adsorpsiyon izotermlerinin çeşitli adsorpsiyon modellerine uyumu araştırılmış ve bu modellerden bulunana parametreler ile adsorban ve adsorpsiyon mekanizması açıklanmıştır. Adsorpsiyon süresinin zamanla değişimi araştırılmış ve adsorpiyon kinetiğini sözde birinci derece, sözde ikinci derece ve parçacık içi difüzyon modelleri ile açıklanmıştır. Adsorpsiyon termodinamik parametreleri bulunarak adsorpsiyon süreci boyunca entalpi, entropi, serbest entalpi gibi parametreler bulunarak adsorpsiyonun istemliliği ve sıcaklık ile değişimi saptanmıştır. 
Sonuç olarak sentezlenen kompozit materyalin, boya gibi organik kirleticiler için alternatif bir adsorban olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
The adsorption method is a preferred method among the methods used to remove pollutants from the aqueous environment in terms of ease of use and cost. The easy design of the adsorban and its diversity, especially removing pollutants such as metals, dyes, from the aqueous environment, highlight the adsorption method. High adsorption capacity, fast adsorption kinetics, selectivity and easy accessibility are important features sought in a suitable adsorban. Therefore, activated carbon, clay types, zeolite and natural polymers are among the most preferred adsorbans. In this study, the adsorption properties of methylene blue dye on the composite formed with polyacrylamide, a hydrogel, were investigated in order to increase the adsorption properties of vermiculite, a clay mineral. Characterization of the newly formed composite and its components were investigated via FT-IR, SEM and Zero surface load point studies. For the adsorption study, methylene blue was used and the measurements were made using a UV-vis spectrophotometer. The effect of dye concentration, the effect of solution pH, the effect of temperature and time on adsorption were investigated within the scope of the study. The compatibility with various adsorption models of the adsorption isotherms was investigated and in the light of the parameters found via these models, adsorban surface and adsorption mechanism were explained. The variation with the time of adsorption was investigated and the adsorption kinetics were explained by pseudo-first order, pseudo-second order and intra particle diffusion models. By finding the adsorption thermodynamic parameters, numerical values such as enthalpy, entropy, free enthalpy throughout the adsorption period were calculated, and the spontaneity of adsorption and its variation with temperature were determined. 
As a result, it was concluded that the synthesized composite material could be used as an adsorban for organic pollutants such as dyes.