Tatlı su salyangozu (Viviparus contectus) kabuğu modifiye edilerek adsorban hazırlanması ve sulu çözeltilerden as(V) giderimi
Preperation adsorbent by modifiying freshwater snail (Viviparus contectus) shell and removal of as(V) from aquaous solutions
Yazar: LEHBIB BRAHIM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜLENT KIRKAN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Su Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya = Chemistry ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Arsenat = Arsenate

Özet:
Bu çalışmanın temel amacı, adsorpsiyon yöntemi ile sulu çözelti ortamından As(V) iyonlarının giderimi için ham ve modifiye edilmiş tatlı su salyangozu kabuğunun (SK) etkinliğinin incelenmesidir. Çalışmamızda ilk olarak tatlı su salyangozu kabuğunun kalsine edilmesi (KSK) ve yüzeyine demir oksit kaplanması (DOKSK) sonucunda iki farklı katı sorbent elde edilmiştir. Elde edilen katı sorbentlerin yapılarının karakterizasyonu FTIR, XRD, EDX ve BET yüzey alanı analizi yöntemleri ile yapılmış ve yüzey morfolojilerinin gözlenmesi için SEM görüntüleri kullanılmıştır. SK, KSK ve DOKSK katı sorbentleri ile sulu çözelti ortamından As(V) iyonlarının gideriminde çözelti başlangıç pH'ı, başlangıç As(V) konsantrasyonu, temas süresi, adsorbent dozu ve ortam sıcaklığı parametrelerinin etkisi incelenmiş ve optimum koşullar belirlenmiştir. Çalışmamızda As(V) iyonlarının gideriminde en etkili sorbent olan DOKSK için maksimum adsorpsiyon kapasitesi ve giderim verimi sırasıyla 0,94±0,01 mg/g ve % 94,27±0,95 olarak elde edilmiştir. DOKSK katı sorbenti ile As(V) iyonlarının giderimi için ΔH, ΔG ve ΔS termodinamik parametreleri hesaplanmış, adsorpsiyon prosesinin endotermik karakterli olduğu belirlenmiştir. Deneysel adsorpsiyon verilerinin Langmuir, Freundlich ve D-R izotermlerine uygunluğu incelenmiştir. Adsorpsiyon verilerinin Langmuir izoterm modeline daha uygun olduğu belirlenmiştir. DOKSK katı sorbentinin kampüs çeşme suyundan hazırlamış olan düşük konsantrasyonlu 25-200 μg/L aralığında As(V) iyonu içeren gerçek örneklerde etkili olduğu belirlenmiştir. Elde edilmiş olan sonuçlara göre düşük maliyetli bir malzeme olan DOKSK katı sorbentinin sulu çözeltilerden As (V)'in gideriminde ve önderiştirilmesinde umut verici alternatif bir malzeme olduğu önerilmiştir.

Abstract:
The main purpose of this study is to investigate the efficiency of raw and modified freshwater snail shell (SK) for the removal of As(V) ions from the aqueous solution medium by adsorption method. In our study, firstly, two different solid sorbents were obtained as a result of calcining the freshwater snail shell (KSK) and coating the surface with iron oxide (DOKSK). The characterization of the structures of the obtained solid sorbents was made by FTIR, XRD, EDX and BET surface area analysis methods and SEM images were used to observe the surface morphologies.
The effects of solution initial pH, initial As(V) concentration, contact time, adsorbent dose and ambient temperature parameters on the removal of As(V) ions from the aqueous solution medium with SK, KSK and DOKSK solid sorbents were investigated and optimum conditions were determined. In our study, the maximum adsorption capacity and removal efficiency for DOKSK, which is the most effective sorbent in removing As(V) ions, were obtained as 0.94±0.01 mg/g and 94.27±0.95%, respectively.
Thermodynamic parameters ΔH, ΔG and ΔS were calculated for the removal of As(V) ions with DOKSK solid sorbent, and it was determined that the adsorption process had an endothermic character. The suitability of the experimental adsorption data to Langmuir, Freundlich and D-R isotherms was investigated. It was determined that the adsorption data were more suitable for the Langmuir isotherm model.
It was determined that DOKSK solid sorbent was effective in real samples containing As(V) ions with low concentration in the range of 25-200 μg/L, prepared from campus tap water. According to the results obtained, DOKSK solid sorbent, which is a low-cost material, has been suggested as a promising alternative material for the removal and preconcentration of As(V) from aqueous solutions.