Bakır(II) iyonlarının Akdeniz'de üreyen kahverengi alglerden Padina pavonia ve Dictyota dichotoma'ya biyosorpsiyonuna çevresel koşulların ve alglerin aljinat içeriğinin etkisinin araştırılması
Researh on the effect of environmental conditions and content of algae?s alginate on the biosorption of copper(II) ions from brown algae grown in Mediterranean to Dictyota dichotoma and Padina pavonia
Yazar: NAZIM ÖZKAYA
Danışman: PROF. DR. AYLA ÖZER
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Biyosorpsiyon = Biosorption

Özet:
Bu çalışmada, bakır(II) iyonlarının kahverengi alglerden D.dichotoma ve P.pavonia'ya biyosorpsiyonuna başlangıç pH'sı, sıcaklık, başlangıç bakır(II) derişimi ve biyosorbent derişiminin etkisi ile alglerin aljinat içeriğinin etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Bakır(II) iyonlarının D.dichotoma ve P.pavonia'ya biyosorpsiyonunda optimum başlangıç pH değeri 5.0, optimum sıcaklık 25oC, optimum başlangıç bakır(II) iyon derişimleri 100 mg/L ve biyosorbent derişimi 1.0 g/L olarak belirlenmiştir. Cu(II) iyonlarının D.dichotoma ve P.pavonia'ya biyosorpsiyonunda biyosorpsiyon dengesinin Langmuir izoterm modeline daha iyi uyduğu saptanmıştır. Cu(II)'nin biyosorpsiyonunda D. dichotoma ve P.pavonia'nın maksimum biyosorplama kapasiteleri sırasıyla 32.05 mg/g ve 24.75 mg/g olarak belirlenmiştir. Biyosorpsiyon mekanizmasını belirlemek amacıyla her bir çalışmaya ait denge, kinetik ve termodinamik parametreler belirlenmiştir. Cu(II)'nin biyosorpsiyonu öncesi ve sonrası her iki alg türünün de SEM ve FTIR analizleri yapılarak Cu(II) iyonlarının biyosorpsiyonunun gerçekleştiği doğrulanmıştır. Çalışmada ayrıca bakır(II) iyonlarının D.dichotoma ve P.pavonia' ya biyosorbsiyon mekanizmasının aydınlatılabilmesi için alglerin aljinat içeriği de belirlenmiştir. Bu amaçla alglerden aljinat ekstrakte edilerek alg içeriğindeki aljinatın 1H-NMR analizi yapılarak aljinatın yapısındaki M /G bileşimleri oranı bulunmuştur.

Abstract:
In this study, the effects of initial pH, initial solute concentration, temperature and biosorbent concentration and content of algae?s alginate on the biosorption of copper(II) ions on D.dictyota and P.pavonia, a brown algae, were investigated. The optimum biosorption conditions for the biosorption of Cu(II) were determined to be initial pH 5.0, initial solute concentration 100 mg/L, temperature 25oC and biosorbent concentration 1.0 g/L. The biosorption equilibrium for Cu(II) was detected to fit very well to the Langmuir isotherm model. The biosorption capacities of algae for biosorption of Cu(II) on D.dichotoma and P.pavonia were respectively found as 32.05 mg Cu(II)/ g algae and 24.75 mg Cu(II)/ g algae. For each experiment, the equilibrium, kinetic and termodinamic parameters were determined in order to set the biosorption mechanism. Before and after the biosorption of Cu(II), the instrumental analysis including infrared (FTIR) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray energy dispersion analysis (EDAX) for each type of algae were made and confirmed the biosorption of Cu(II). In addition to the study, alginate content of algae was determined to clarify the mechanism of biosorption of copper(II) ions on D.dictyota and P.pavonia. For this purpose, 1H-NMR analysis of alginate was performed to determine the ratio of M ve G compositions.