Doğal nano killer ile atıksulardan Zn+2 ve Pb+2 ağır metallerinin giderilmesi
The removal of heavy metals (Zn2+ and Pb2+) from wastewaters by natural nano-clay
Yazar: OKAN DUMAN
Danışman: DOÇ. DR. CELALETTİN ÖZDEMİR
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Ağır metal giderimi = Heavy metal removal ; Kil = Clay ; Kurşun = Lead ; Montmorillonit = Montmorillonite ; Çevre = Environment ; Çinko = Zinc

Özet:
Bu çalışmada, doğal olarak elde edilen ve ekonomik bir materyal olan nano- montmorillonit kilinin, sulu çözeltilerden kurşun ve çinko metal iyonlarını adsorplama kabiliyeti karakterize edilmiştir. Çalışmada 25 0C, 35 0C, 45 0C sıcaklıklarında bir dizi deneyler yapılmıştır. Kurşun ve çinko iyonunun potansiyel adsorpsiyonunun deneysel sonuçlarına Langmuir, Freundlich ve Temkin izoterm modelleri uygulanarak değerlendirilmiştir. Elde edilen verilere göre her iki metal iyonunun adsorpsiyonu en iyi Langmuir izotermlerine uygunluk göstermiştir. Kurşun ve çinko iyonlarının nano- montmorillonite ile adsorpsiyonuna adsorban madde miktarının, karıştırma hızının, pH'nın, reaksiyon süresinin, sıcaklığın ve giriş konsantrasyonunun etkisi araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre en iyi giderim kurşun iyonu için: 0.25 g kil miktarında, 200 rpm karıştırma hızında, pH 5'de, 200 mg/L giriş konsantrasyonunda ve 120 dakika denge süresinde ulaşılmış, % 84 giderim verimi elde edilmiştir. Çinko iyonu için; 0.3 g kil miktarında, 200 rpm karıştırma hızında, pH 5'de, 200 mg/L giriş konsantrasyonunda ve 180 dakika denge süresinde % 81 giderim verimi elde edilmiştir. Her iki metal iyonun için ?G0, ?H0 ve ?S0 gibi termodinamik parametreler de değerlendirilmiş, adsorpsiyon spontan ve endotermik olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca adsorpsiyon kinetiğine bakılmış ve Pseudo ikinci derece kinetik modele uyduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmanın ortaya koyduğu sonuçlar doğrultusunda nano ? montmorillonit kilinin sulu çözeltilerden ağır metal gideriminde adsorplama kabiliyetinin oldukça yüksek olduğu söylenebilir.

Abstract:
In this study, the adsorption of lead and zinc metal ions from aqueous solution capability of nano- montmorillonite clay that is naturally derived and economically valuable was characterized. In this study, a series of experiments were carried out at the temperatures 250C, 35 0C and 45 0C. The potential adsorption of lead and zinc ion was evaluated by applying Langmuir, Freundlich and Temkin isotherms to experimental results. According to obtained the data, the adsorption of both metal ions showed the best compliance with the Langmuir isotherm. The effect of amount of adsorbent material, mixing speed, pH reaction time, temperature and concentration of input on Lead and zinc ions adsorption by nano-montmorillonite was investigated. According to the results the best removal for lead ions has been obtained: in the amount of 0.25 g of clay, stirring rate of 200 rpm, the pH at 5, 200 mg / L input concentration and balance duration of 120 minutes and removal efficiency has been reached %84. For zinc ion, in the amount of 0.3 g of clay, stirring rate of 200 rpm, the pH at 5, 200 mg / L input concentration and balance duration of 180 minutes %81 removal efficiency has been reached. For the two metal ions, thermodynamic parameters such as ?G0, ?H0 ve ?S0 have been also evaluated and they have been found to be absorbsion spontaneous and endothermic. In addition, the adsorption kinetics has been evaluated and found to comply with the pseudo second-order kinetic model. According to the results of this study nano - montmorillonite clay for removal of heavy metals from aqueous solutions can be said to have very high adsorption ability.