Akut zehirlenmelerin etkisinin azaltılmasında farklı adsorbentlerin etkinliğinin incelenmesi
Investigation of different adsorbents efficiencies on reducing effect of acute poisoning
Yazar: BİRCAN KÖSE
Danışman: DOÇ. DR. SALİHA ERENTÜRK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada kurşun, bakır, mangan ve nikel ile meydana gelebilecek akut zehirlenmelerde farklı materyallerden hazırlanan adsorbentlerin etkinliği incelemiş ve kullanılabilirliği in vivo ortamda test edilmiştir. Bu amaçla, fındık kabuğu, ceviz kabuğu, kayısı çekirdeği kabuğu ve ökse otu bitkisi kullanılarak çeşitli yöntemlerle adsorbentler elde edilmiştir. Adsorbentlerin yapısal özellikleri; BET, FT-IR, SEM gibi analiz yöntemleri ile karakterize edilmiştir. Adsorpsiyon denemelerinde  pH, sıcaklık, adsorbent miktarı parametre olarak seçilmiştir. Çalışılan bütün metaller için en yüksek giderim verimi ceviz kabuğundan elde edilen adsorbent (CKA) ile sağlanmıştır. Bu nedenle adsorpsiyon izotermi, kinetik ve termodinamik çalışmaları CKA adsorbenti kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İzoterm çalışmalarında denge verileri, Langmuir, Freundlich ve Temkin  izotermlerine uygulanarak  analiz edilmiş ve izoterm parametreleri hesaplanmıştır. Kinetik çalışmaları yalancı birinci ve yalancı ikinci derece modelleri ile gerçekleştirilmiş ve incelenen bütün metaller için deneysel verilerin yalancı ikinci derece kinetik modele uyduğu bulunmuştur. Her bir metal için farklı sıcaklıklardaki veriler değerlendirilerek termodinamik parametreler belirlenmiştir. Termodinamik parametrelere göre; Pb+2, Cu+2, Mn+2 adsorpsiyon prosesinin endotermik, Ni+2 prosesinin ise ekzotermik olduğu bulunmuştur. 
İzoterm çalışmaları sonucunda Pb+2 ve  Ni+2 için Langmuir izoterm modeli, Cu+2 ve Mn+2 için ise Freundlich izoterm modelinin uygun olduğu tespit edilmiştir. Maksimun adsorpsiyon kapasitesi Pb+2 için, 120,48 mg/g, Cu+2 için 72,46 mg/g, Mn+2 için 3,50 mg/g ve Ni+2 için 30,77 mg/g olarak elde edilmiştir.

Çalışılan metaller arasında en iyi giderim verimi ve adsorpsiyon kapasitesi kurşun ve CKA  ile elde edilmiştir. Bu nedenle in vivo ortamda gerçekleştirilen denemelerde zehir olarak kurşun, adsorbent olarak CKA ve yaygın kullanılan aktif kömür kullanılmıştır. Sonuç olarak CKA'nın in vivo ortamda yaygın kullanılan aktif kömüre göre daha etkili olduğu bulunmuştur.

Abstract:
In this study, the adsorption abilites and effectiveness of several biosourced materials on the acute poisining which is caused by lead (Pb), copper (Cu), manganese (Mn), and nickel (Ni) were investigated in vivo. For this purpose, the adsorbents were prepared with various methods by using hazelnut shell, walnut shell, apricot seed shell, and mistletoe plant. The structural properties of adsorbents were characterized by BET analyzer, FT-IR and SEM. pH, temperature, and the amount of adsorbent were selected as parameters in the adsorption experiments. Since the best removal efficieny among the adsorbents was obtained with walnut shell based adsorbent (WNA), adsorption isotherm, kinetic and thermodynamic studies were maintained by WNA. The equilibrium data were analysed by using the Langmuir, Freundlich and Temkin isotherms and isotherm parameters were calculated. Kinetic studies were carried out pseudo first and second models and the pseudo-second-order kinetic model was found suitable for all metals. In addition, thermodynamic parameters were determined for each metals by evaluating the data obtained at different temperatures. The heat of adsorption values indicated that adsorptions of Pb+2, Cu+2, Mn+2 are endothermic, while Ni+2 adsorption is an exothermic process. The results of the isotherm study showed that Langmuir isotherm is appropriate for Pb+2 and Ni+2, while Freundlich isotherm is suitable for Cu+2 and Mn+2. The maximum adsorption capacities of Pb+2, Cu+2,  Mn+2, and Ni+2 were determined as 120,48 mg/g, 72,46 mg/g, 3,50 mg/g, and 30,77 mg/g, respectively. Finally, among four metals, the best removal efficiency was obtained for Pb with WNA adsorbent. Therefore, the lead poisoning with WNA and the activated charcoal commonly used adsorbent were prefered in vivo study. Furthermore, WNA was found to be more effective than the activated charcoal commonly used adsorbent.