Polimer destekli manyetik nanopartiküllerle sulu çözeltiden ağır metal giderimi
Removal of heavy metals from aqueous solution by polymer based magnetic nanoparticles
Yazar: ESRA BİLGİN
Danışman: PROF. DR. ÜLKER BEKER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Ağır metal kirliliği = Heavy metal pollution ; Manyetik = Magnetic

Özet:
Günümüzde birçok endüstride üretim prosesleri ve diğer yardımcı proseslerde sıklıkla kullanılan ağır metaller; yerüstü ve yeraltı sularına karışmaları ve canlılar üzerinde oluşturdukları potansiyel riskler nedeniyle son yıllarda önemli bir konu haline gelmiştir. Ağır metaller; çok düşük konsantrasyonlarda bile toksik etki gösteren ve birikim potansiyeline sahip maddelerdir. Bu yüksek toksisiteleri ve birikicilik özellikleri nedeniyle özellikle atıksulardaki ağır metallerin giderimi çevresel açıdan büyük önem taşımaktadır. Kirlilik kaynaklarından oluşan atık suların ağır metal içerikleri, çevreye verilmeden önce arıtılarak çeşitli su standartlarına göre izin verilen değerlerin altına düşürülmesi gerekmektedir. Bu çalışmada; atık sularında bulunabilen ve tehdit oluşturan bakır ve kurşun ağır metalleri iyon değiştirici reçine ve polimer destekli manyetik nanopartiküller kullanılarak adsorpsiyonla giderim çalışmaları yapılmıştır.Deneysel çalışmalar polimer destekli kopolimer üretimi, bu kopolimerden manyetik nanopartiküllü adsorban eldesi ve ağır metal sorpsiyonu olmak üzere iki ana başlıkta gerçekleştirilmiştir. Polimerik taşıyıcı olarak seçilen stiren-divinil benzen ve vinil benzil klorür divinil benzen kopolimerleri üretilip ve yapılarına takılan fonksiyonel gruplar sayesinde iyon değiştirici reçine özelliği kazandırılmıştır. Daha sonra bu polimer partiküllerine seçilmiş en uygun süreç ile manyetik özellik kazandırılmıştır. Elde edilen polimerik esaslı adsorbanların karakterizasyonu; FT-IR spektroskopisi ölçümleri, XRD analizi, SEM ölçümleri, pH titrasyon analizi, zeta potansiyel ölçümleri tayini ile gerçekleştirilmiştir.Manyetik ve non-manyetik adsorbanlarla sulu çözeltiden; Cu ve Pb ağır metallerinin giderimi kesikli ve sürekli sistemde farklı parametrelerde incelenmiştir. Denge adsorpsiyon verilerinin Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izoterm modellerine uygunluğu araştırılmıştır.

Abstract:
Nowadays, heavy metals are commonly used for production process and other secondary process in many industries, because of leaking in surface and underground water and creating potential risk on the living organisms have became an important issue in recent years. Heavy metals display toxic effect as well very low concentration and they have accumulation potential. Removal of heavy metals in contaminant water because of their higher toxicities and accumulation property has an importance for environment. It is necessary to purify and reduce the concentration of heavy metal in contaminant water to allowed rates using the miscellaneous standarts before setting free to the environment. In this study, copper and lead metals which are presented in contaminant water and created threat was removed with adsorption that using ion exchanger resin and polymer-aided magnetic particles.Experimental studies was carried out two major points. These are the production of polymer-aided copolymer, also magnetic nanoparticle adsorbent deriving from this copolymer and sorption of heavy metals. Styrene divinyl benzene, vinyl benzil chloride and divinyl benzene copolymers are chosen as a polymer transporter that is produced and acquired the property of ion exchanger resin by virtue of functional groups which attached their structure. Thereafter, the magnetic property was acquired to this polymer particles with a optimal process. The characterisation of obtained polymeric based adsorbent was carried out FT-IR spectroscopy measurements, XRD analysis, SEM measurements, pH titration analysis and zeta potential measurements.Removal of heavy metals from the aqueous solution ?Cu and Pb- with magnetic and non magnetic adsorbents was observed in a batch and continuous system with different parameters. Suitability of equilibrium adsorption data with Langmuir and Freundlich adsorption isotherm models was researched.