Hidroksiapatit/jelatin hidrojelleriyle atık sulardan kurşun (II)'nin gideriminin araştırılması
Investigation of lead (II) removal from waste waters by hydroxyapatite/gelatin hydrogels
Yazar: FEYZA ÜNEL
Danışman: PROF. DR. HALİL KUMBUR
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Kurşun; akü imalatı, kablo izolasyonu, radyasyon yalıtımları, benzin katkı maddesi gibi birçok alanda kullanılan oldukça toksik bir ağır metaldir. Hava, su ve toprak yoluyla çevreye yayılan kurşun bileşiklerinin gideriminde iyon değişimi, çöktürme, elektrokimyasal yöntemler ve adsorpsiyon gibi birçok metot uygulanmaktadır. Bu çalışmada adsorpsiyon yöntemi kullanılarak hidroksiapatit/jelatin (HAp/Jel)  kompozit hidrojelleri ile kurşun içeren sentetik atık su numunelerinden kurşun (II) giderimi üzerine çalışılmıştır. Gluteraldehitin çapraz bağlayıcı olarak kullanıldığı 1:1, 1:4, 1:9, 0:10 (m/m) oranlarında hidroksiapatit/jelatin kompozit hidrojelleri hazırlanmış ve karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Elde edilen kompozit hidrojellerin; FTIR spektroskopisi ile bileşimindeki fonksiyonel grupları, BET analizi ile yüzey alanları, SEM analizi ile yüzey mikroyapıları tayin edilmiştir. Yüzey alanı en büyük olan kompozit hidrojeller ile adsorpsiyon çalışmaları yürütülmüştür. Adsorpsiyon çalışmaları sonucunda maksimum kurşun (II) giderimi 80 mg/g olarak bulunmuştur. HAp/Jel kompozit hidrojelleri ile Pb2+ gideriminin gerçekleştirildiği, yapılan SEM-EDS analizi ile doğrulanmıştır. İzoterm çalışmalarının sonucuna göre adsorpsiyon prosesi Langmuir izotermine uyum sağlamaktadır. Termodinamik parametreler (∆G, ∆H and ∆S) kurşun (II)'nin HAp/Jel kompozit hidrojellerine adsorpsiyonunun 25-55 oC'de spontane ve endotermik olduğunu göstermektedir. Yapılan çalışmalar sonucunda atık sulardan kurşun (II) gideriminde kullanılabilecek yeni bir adsorbent olan HAp/Jel kompozit hidrojelleri elde edilmiş ve bu alanda daha önce yapılan çalışmalara katkı sağlayacağı düşünülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Adsorpsiyon, Atık Su, Kurşun, Hidroksiapatit/Jelatin Kompozit Hidrojelleri

Abstract:
Lead is a highly toxic heavy metal which is used in many fields as battery manufacturing, cable isolation, insulation of radiation, gasoline additive etc. There are several methods like ion exchange, precipitation, electrochemical methods and adsorption for removal of lead compounds emitted environment via air, water and soil. In this study, adsorption method was used. Removal of lead (II) by hydroxyapatite/gelatin (HAp/Gel) composite hydrogels from synthetic waste water samples that contains lead ions were studied. HAp/Gel composite hydrogels in which glutaraldehyde is used as crosslinker were prepared in 1:1, 1:4, 1:9, 0:10 (w/w) proportions and characterization studies were performed. Functional groups of composite hydrogels were characterized by using Fourier Transform Infrared Spectroscopy, surface areas were characterized by using BET analysis, the surface microstructures of composite hydrogels were analyzed by Scanning Electron Microscope. Adsorption studies were performed with the composite hydrogel which has the largest surface area. At the end of adsorption studies maximum removal of lead (II) was determined 80 mg/g. The removal of lead (II) by HAp/Gel composite hydrogels was confirmed by SEM-EDS analysis. According to the results of isotherm studies adsorpstion process is well described by Langmuir isotherm. The thermodynamic parameters (∆G, ∆H and ∆S) indicated that the adsorption of  lead (II) on HAp/Gel composite hydrogels were spontaneous and endothermic at 25-55oC. As a result of this study, HAp/Gel composite hydrogels were obtained as a new adsorbent which can be used for the removal of lead (II) ions from waste waters and it is thought to contribute to the studies which have been made in this field before.

Key Words: Adsorption, Waste Water, Lead, Hydroxyapatite/Gelatin Composite Hydrogels