Yüksek gözenekli polihıpe kompozitlerde stronsiyumun sorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Investigation of sorption properties of strontium in high porous polyhype composites
Yazar: ASİYE MERAL ERTEM
Danışman: DOÇ. DR. ÜMRAN HİÇSÖNMEZ
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Sanayi sektöründe kullanılan Sr ve nükleer santrallerin çalışması sonucunda ortaya çıkan Sr izotopları, olası sızıntılar veya kazalar durumunda insanlar ve çevre üzerinde olumsuz etkilere neden olabilir. Bu nedenle stronsiyumun; özellikle suların temizlenmesi konusu, insan ve çevre sağlığı açısından büyük bir öneme sahiptir. Stronsiyumun sulardan uzaklaştırılmasında; ekonomik, kolay uygulanabilir, hızlı ve pratik olma avantajları nedeniyle adsorpsiyon yöntemi öne çıkmaktadır. Adsorbanların yapısı ve adsorpsiyon koşulları, adsorpsiyon kapasitesini etkileyen faktörlerdir.
Bu çalışmada; çeşitli sebeplerle Sr ile kirletilmiş sulardan, adsorpsiyon yöntemi ile stronsiyumun uzaklaştırılması amaçlanmıştır. Adsorban olarak sülfolanmış poliHIPE kullanılmıştır. Adsorbanın kimyasal karakterizasyonu FTIR, SEM ve EDS analizleri ile incelenmiştir. Sulu çözeltilerdeki Sr konsantrasyonları ICP-OES ile ölçülmüştür. Adsorpsiyonda incelenen parametreler, pH değeri, konsantrasyon ve temas süresi  şeklindedir. Adsorpsiyon için oda sıcaklığında saptanan optimum koşullar; temas süresi: 120 dk, pH: 8, Sr konsantrasyonu: 400 ppm olarak tespit edilmiştir. Denge değerleri; Langmuir, Freundlich ve D-R izotermlerine uygulanmıştır. Çalışmanın Langmuir modeline daha uygun olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Adsorpsiyon kinetiği Pseudo II. dereceden adsorpsiyon modeline uygunluk göstermiştir. Sulu çözeltinin pH'ı, konsantrasyon ve sıcaklık değişkenleri deneysel tasarım yaklaşımı (YYY) ile araştırılmıştır. 
Modelin önemlilik değeri kapasite için; p<0.05, F=66,62 olarak bulunması modelin uygun olduğunu göstermektedir. ANOVA analizine göre R2 ve R2ayarlı değerlerinin sırasıyla 0,98 ve 0,97 olarak belirlenmesi, gözlenen değerlerle öngörülen değerler arasında yüksek bir uyumluluk olduğunu göstermektedir. Adsorpsiyon üzerinde; sıcaklık ve konsantrasyonun ana etkilerinin önemli, pH değerinin ise ana etki olarak önemsiz görülmüştür. Buna ilaveten ikili etkileşimlerden; pH ve konsantrasyonun, adsorpsiyon üzerinde pozitif rol oynadığı; konsantrasyon ile sıcaklık arasında ise şiddetli negatif kümülatif etkinin söz konusu olduğu tespit edilmiştir. Optimum koşullar % adsorpsiyon için; pH=6, 200 mg/L ve 25 oC (%100 verim) iken tutulum kapasitesi için; pH=8, 400 mg/L ve 25 oC (161,14 mg/g)'dir.
aktır.

Abstract:
Sr used in the industrial sector and Sr isotopes resulting from the operation of nuclear power plants can cause negative effects on people and the environment in case of possible leaks or accidents. For this reason, strontium; especially the issue of cleaning water is of great importance for human and environmental health. In removing strontium from water; the adsorption method stands out due to its advantages of being economical, easy to apply, fast and practical. The structure of adsorbents and adsorption conditions are factors that affect adsorption capacity.
      In this study; it is aimed to remove strontium from water contaminated with Sr released from different sources by adsorption method. Sulfonated polyHIPE was used as adsorbent. Chemical characterization of the adsorbent was examined by FTIR, SEM and EDS analyses. The Sr concentrations in aqueous solutions were measured by ICP-OES. Parameters examined in adsorption; pH value, concentration,  and shaking time. Optimum conditions determined for adsorption at room temperature; contact time: 120 min, pH: 8, Sr concentration: 400 ppm. Balance values; It has been applied to Langmuir, Freundlich and D-R isotherms. It was concluded that the study was more suitable for the Langmuir model. Adsorption kinetics Pseudo II. It showed compliance with the first-order adsorption model. pH, concentration and temperature variables of the aqueous solution were investigated using experimental design approach (RSM).
       The importance value of the model for capacity; finding p<0.05, F=66.62 shows that the model is appropriate. According to ANOVA analysis, R2 and R2 adjusted values were determined as 0.98 and 0.97, respectively, indicating a high compatibility between the observed values and the predicted values. Onto adsorption; The main effects of temperature and concentration were found to be significant, while pH value was found to be insignificant as the main effect. In addition, from bilateral interactions; pH and concentration play a positive role on adsorption; It was determined that there was a severe negative cumulative effect between concentration and temperature. Optimum conditions; while it is pH=6, 200 mg/L and 25 oC for adsorption (100% efficiency) and ; pH=8, 400 mg/L and 25 oC for retention capacity (161,14 mg/g).