Pirinç kabuğundan elde edilen aktif karbon ile farmasötik mikrokirletici olan siprofloksasin giderimi
Removal of the pharmaceutical microcontaminant cyrofloxacin with activated carbon from rice husk
Yazar: ESRA DEMİRDAĞ
Danışman: PROF. DR. MEHMET HÜSEYİN ALKAN
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry

Özet:
Teknolojinin gelişmesi ve nüfus artışı ile beraber kimyasalların kullanımının artmasıyla yüzey ve yeraltı sularının kirliliği, dünya çapında giderek daha ciddi bir sorun haline gelmektedir. Su kirliliğine neden olan kirleticiler; endüstriyel atıklar, tarımsal faaliyetler, evsel atıklar, petrol ürünleri ilaç atıkları gibi kaynaklardan gelen kimyasallar neden olmaktadır. Siprofloksasin gibi farmasötik mikrokirleticiler tüketildikten sonra vücuttan atılır ve atık su sistemlerine gitmektedir. Aktif karbon, su kirliliğini gidermede etkili bir malzemedir. Özellikle atık su arıtma tesislerinde kullanılarak, ilaçların ve diğer kimyasalların su sistemlerine karışmasını azaltabilir. Tez çalışmamızda sulu çözeltiden siproflaksasin uzaklaştırılması için pirinç kabuğundan aktif karbon (PAC) hazırlanmış olup  batch adsorpsiyon yöntemiyle incelenmiştir. Optimum adsorpsiyon koşullarını bulmak için pH, adsorbent dozu, temas süresi, konsantrasyon etkisi araştırılmıştır. Langmuir, Freundlich, Dubinin-Radushkevich (D-R) ve Temkin izotermleri uyglanmıştır. Deneysel koşullarda en uygun adsorpsiyon izoterm modeli Freundlich modeli olduğu tespit edilmiştir. Freundlich izoterminin deneysel verilere çok iyi uyması, siprofloksasinin PAC yüzeyi üzerinde çok tabakalı kapsanmasının yanı sıra aktif karbon yüzeyinde aktif bölgelerin heterojen dağılımını olduğunu göstermektedir. Entalpi (ΔH°), Gibbs'in serbest enerjisi (ΔG°) ve entropi (ΔS°) gibi termodinamik parametreler hesaplanmıştır. ΔG° değerlerinin negatif çıkması aktif karbon üzerindeki siproflaksasin adsorpsiyonun kendiliğinden gerçekleştiği göstermektedir. ΔH° değerlerinin pozitif olması prosesin endotermik olduğunu göstermektedir. ΔS'nin pozitif değeri, adsorbanlar üzerinde siprofloksasin maddesinin adsorpsiyonu sırasında katı-sıvı ara yüzeyinde artan rastgeleliği göstermektedir. Siprofloksasinin PAC ile adsorpsiyonunda; adsorbanın çok tabakalı ve heterojen olduğu, prosesinin endotermik, fiziksel ve kendiliğinden gerçekleştiğini göstermiştir.

Abstract:
Pollution of surface and groundwater is becoming an increasingly serious problem worldwide as the use of chemicals increases with the development of technology and population growth. Water pollution is caused by chemicals from sources such as industrial wastes, agricultural activities, domestic wastes, petroleum products and pharmaceutical wastes. Pharmaceutical micropollutants such as ciprofloxacin are excreted from the body after consumption and end up in wastewater systems. Activated carbon is an effective material for removing water pollution. Especially in wastewater treatment plants, it can reduce the mixing of pharmaceuticals and other chemicals into water systems. In our thesis study, activated carbon (PAC) was prepared from rice husk for the removal of ciprofloxacin from aqueous solution and investigated by batch adsorption method. The effect of pH, adsorbent dose, contact time, concentration were investigated to find the optimum adsorption conditions. Langmuir, Freundlich, Dubinin-Radushkevich (D-R) and Temkin isotherms were applied. Freundlich model was found to be the most appropriate adsorption isotherm model under experimental conditions. The good fit of the Freundlich isotherm to the experimental data indicates the multilayer coverage of ciprofloxacin on the PAC surface as well as the heterogeneous distribution of active sites on the activated carbon surface. Thermodynamic parameters such as enthalpy (ΔH°), Gibbs' free energy (ΔG°) and entropy (ΔS°) were calculated. Negative ΔG° values indicate that ciprofloxacin adsorption on activated carbon is spontaneous. Positive values of ΔH° indicate that the process is endothermic. The positive value of ΔS indicates increased randomness at the solid-liquid interface during adsorption of ciprofloxacin on adsorbents. The adsorption of ciprofloxacin on PAC showed that the adsorbent was multilayered and heterogeneous and the process was endothermic, physical and spontaneous.