Zn(II) iyonunun sulu çözeltilerden jellan gam-kitosan kompleks biyoadsorbanı ile uzaklaştırılması
Removal of Zn(II) ion from aqueous solutions by jellan gam-chitosan complex bioadsorbent
Yazar: NAZİFE ÖZDEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEHRA ÖZBAŞ ; DOÇ. DR. BENGİ ÖZKAHRAMAN
Çankırı Karatekin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Kitosan = Chitosan ; Polielektrolit = Polyelectrolyte ; Sulu çözeltiler = Aqueous solutions ; Çinko oksit = Zinc oxide

Özet:
Çinko, kuru pil, elektrokaplama endüstrisi, böcek öldürücüler, dökümhane, metalurji, pigmentler ve patlayıcı imalat gibi birçok önemli endüstriyel uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Çinko genellikle maden drenajı, galvanizleme tesisleri, ilaç üretimi ve pigment üretimi dahil olmak üzere birçok kaynaktan gelen atık sularda yüksek konsantrasyonlarda bulunur. Atık sulardan Zn(II) uzaklaştırmak için kullanılan geleneksel teknolojiler arasında kimyasal çöktürme, membran ayırma, elektroliz, iyon değişimi ve adsorpsiyon yer almaktadır. Bu teknolojiler arasında adsorpsiyon yöntemi ucuz, etkili ve uygulamasının kolay olması nedeniyle tercih edilmektedir. 

Sunulan çalışmada, çapraz bağlı jellan gam tanecikleri (GG), kitosan (CS) çözeltisinde bekletilerek polielektrolit kompleks oluşumu gerçekleştikten sonra tanecikler çözeltiden uzaklaştırılıp saflaştırılmıştır. Hazırlanan bu taneciklerin atık sulardan Zn(II) iyonu uzaklaştırılmasındaki potansiyeli incelenmiştir. Elde edilen polielektrolit kompleksin karakterizasyonu için FT-IR, BET ve SEM/EDX analizleri gerçekleştirilmiştir. Polielektrolit kompleks ile yapılan adsorpsiyon çalışmalarında, en uygun pH değeri 6 olarak belirlenmiştir. Deney koşulları sıcaklık: 25°C, pH: 6, çözeltinin başlangıç konsantrasyonu 200 ppm ve adsorpsiyon süresi 10 saat olarak uygulandığında adsorpsiyon kapasitesi yaklaşık olarak 42,05 mg/g bulunmuştur. Kinetik çalışmalar deneysel sonuçların yalancı ikinci dereceden kinetik model ile uyumlu olduğunu göstermiştir. Langmuir izoterm modeli de denge adsorpsiyon sonuçları ile uyumlu bulunmuştur. Kompleks adsorbanın adsorpsiyon kapasitesinde ciddi bir azalma olmadan en az beş kere kullanılabileceği de tespit edilmiştir.

Abstract:
Zinc is widely used in many important industrial applications such as dry cell, electroplating industry, insecticides, foundry, metallurgy, pigments and explosive manufacturing. Zinc is often found in high concentrations in wastewater from many sources, including mine drainage, galvanizing plants, pharmaceutical production and pigment production. Conventional technologies used to remove Zn(II) from wastewater include chemical precipitation, membrane separation, electrolysis, ion exchange and adsorption. Among these technologies, the adsorption method is preferred because it is cheap, effective and easy to apply. 

In the presented study, cross-linked gellan gum particles (GG) were kept in chitosan (CS) solution and after polyelectrolyte complex formation took place, the particles were removed from the solution, purified and then cross-linked. The potential of these prepared particles in removing Zn(II) ions from wastewater was investigated. FT-IR, BET and SEM/EDX analyzes were performed for the characterization of the obtained polyelectrolyte complex. In the adsorption studies performed with the polyelectrolyte complex, the optimum pH value was determined as 6. When the experimental conditions were applied at temperature: 25°C, pH: 6, the initial concentration of the solution: 200 ppm, and the adsorption time: 10 hours, the adsorption capacity was found to be approximately 42.05 mg/g. Kinetic studies have shown that the experimental results are consistent with the pseudo-second-order kinetic model. The Langmuir isotherm model was also found to be compatible with the equilibrium adsorption results. It has also been determined that the complex adsorbent can be used at least five times without a serious decrease in the adsorption capacity.