Genleştirilmiş cam küreciklerin bazı tiyoüre bileşikleri ile kimyasal modifikasyonu ve sorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Chemical modification of expanded glass aggregates with some thiourea compounds and investigation of sorption properties
Yazar: ULVİYE BEYZA İLAY
Danışman: PROF. DR. ESENGÜL KIR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez çalışmasında, genleştirilmiş cam kürecikler (GCK) üzerine immobilize edilen N-Benzol-N'-(4-metilfenil) tiyoüre (TTU) esaslı yeni bir adsorban madde (GCK-APTES-TTU) hazırlanması amaçlanmıştır. Genleştirilmiş cam kürecik üzerine modifikasyon için, silanlama ajanı olarak 3-aminopropil trimetoksilan (APTES) kullanılmıştır. 
Bu aşamadan sonra, immobilizasyon için geri soğutucu altında N-Benzol-N'-(4-metilfenil) tiyoüre  bileşiği amino grupları ile fonksiyonelleştirilen GCK üzerine bağlanmıştır. Geliştirilen yeni adsorban madde (GCK-APTES-TTU) taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve termal analiz teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. SEM ve TGA çalışmaları genleştirilmiş cam kürecikler üzerine uygulanan modifikasyon işleminin başarılı bir şekilde gerçekleştirildiğini göstermektedir. 
GCK-APTES-TTU adsorbanının kullanıldığı adsorpsiyon çalışmaları da sulu çözeltiden Cr(III) iyonlarının etkili bir şekilde uzaklaştırılabildiğini göstermiştir. Adsorpsiyon üzerine, pH, adsorban miktarı, iyon konsantrasyonu, zaman ve sıcaklık gibi adsorpsiyonu etkileyen parametrelerde araştırılmıştır. Maksimum Cr(III) uzaklaştırılması pH 4'de gözlenmiştir. Adsorpsiyon dengeye 120 dakikada ulaşmış ve Cr(III)'ün adsorpsiyonu da Langmuir izoterm modeline uygun bulunmuştur. GCK-APTES-TTU ile maksimum adsorpsiyon kapasitesi de Cr(III) için 0,4305 mmol/g olarak tespit edilmiştir. Adsorpsiyon prosesinin mekanizmasını açıklamak için standart serbest enerji (∆Gº), entalpi değişimi (∆Hº) ve entropi değişimi (∆Sº) gibi termodinamik parametreler de hesaplanmıştır. Termodinamik verilere göre, Cr(III) adsorpsiyonu kendiliğinden, endotermik ve fiziksel sorpsiyon olarak bulunmuştur. İlave olarak, adsorpsiyon kinetik verisi ise Pseudo ikinci derece modele uygun olarak belirlenmiştir.

Anahtar kelimeler: Adsorpsiyon, Cr(III), Cam kürecik, Modifikasyon, Tiyoüre.

Abstract:
The main goal of this thesis was to prepare o novel adsorbent material (GCK-APTES-TTU) immobilized on expanded glass aggregates (GCK) based on N-Benzoyl-N'-(4-methylphenyl) thiourea (TTU). The silylant agent 3-aminopropyl trimethoxysilane (APTES) was used on expanded glass aggregate (GCK) for modification. After that, N-Benzoyl-N'-(4-methylphenyl) thiourea (TTU) bonded to amino-functionalized GCK adsorbent with reflux for immobilization. 
Developed adsorbent (GCK-APTES-TTU) was characterized using thermal analysis (TGA) and scanning electron microscopy (SEM). TGA and SEM studies indicated that modification of the expanded glass aggregate surfaces was successfully performed. The adsorption studies exhibited that the GCK-APTES-TTU could be efficiently used for the removal of Cr(III) from aqueous solutions. The effects of pH, adsorbent dosage, ion concentration, time, and temperature were investigated as adsorption parameters. The maximum removal of Cr(III) was observed at pH 4. The adsorption equilibrium was achieved in 120 min and adsorption of Cr(III) followed the Langmuir isotherm model. The maximum adsorption capacity for Cr(III) was 0,4305 mmol/g with GCK-APTES-TTU. 
Thermodynamic parameters such as the standard free energy (∆Gº), enthalpy change (∆Hº) and entropy change (∆Sº) were calculated in order to explain the mechanism of adsorption process. The thermodynamic data showed that Cr(III) adsorption was spontaneous, endothermic, and a physisorption reaction. In additon, the adsorption kinetic data fitted to the pseudo-second order model.

Keywords: Adsorption, Cr(III), Glass aggregate, Modification, Thiourea.