Etilendiamin modifiye edilmiş tanin polimeri sentezi ve elektronik atıklardan altın (III) iyonlarının adsorpsiyon yolu ile geri kazanımı
Synthesis of ethylendiamine modified tanin polymer and recovery of gold (III) ions from electronic waste by adsorption
Yazar: ENGİN DENİZ PARLAR
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA CAN
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Altın = Gold ; Elektronik atıklar = Electronic wastes ; Kıymetli madenler = Precious metals ; Yeniden kazanma = Recycling

Özet:
Elektrikli ve elektronik atıklar günümüzde en büyük katı atık sorunlarından birisidir ve içeriklerinde altın gibi geri kazanılabilir pek çok malzeme içerir. Bu çalışmada valonya tanin, etilendiamin ile modifiye edilerek bir adsorbent üretilmiştir. Elde edilen etilendiamin modifiye tanin polimerinin Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), Brunauer–Emmett–Teller (BET) ve termogravimetrik analiz (TGA) ile karakterizasyonu yapılmış ve yapılan sentez kapsamında amin grubunun başarı ile ana yapıya bağlandığı doğrulanmıştır. Değişen pH, adsorbent kütlesi, başlangıç konsantrasyonu, zaman, sıcaklık değerlerinde altın (Au(III)) adsorpsiyonu için altın iyonu içeren çözeltiler kullanılarak adsorpsiyon performansı incelenmiştir. Bu deneylerden elde edilen verilerden adsorpsiyon izoterm, kinetik ve termodinamik hesaplamaları yapılmış ve deneysel verilere en iyi uyum sağlayan kinetik eşitliğin parçacık içi difüzyon ve en iyi uyum sağlayan izoterm eşitliğinin Langmuir eşitliği olduğu görülmüştür. Langmuir izotermine göre 328 K sıcaklık değerinde Au(III) iyonlarının etilendiamin modifiye tanin polimeri üzerindeki tek tabakalı doyma kapasitesi 1488,412 (mg/g) olarak belirlenmiştir. Adsorpsiyon sonrası yapılan FTIR analizinde etilendiamin fonksiyonel gruplarının Au(III) türlerinin adsorpsiyonu için aktif katılım gösterdiği ve polifenolik grupların yanında adsorpsiyon performansını arttırıcı etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Yapılan XRD ve XPS analizlerinde Au(III) iyonlarının tamamına yakınının adsorpsiyon sonrasında metalik altına indirgendiği saptanmıştır. Adsorbentin elektronik atıklardan elde edilen gerçek liç çözeltisinden Au(III) adsorpsiyonu için üst düzey performans gösterdiği görülmüştür.

Abstract:
Electrical and electronic waste is one of the biggest solid waste problems today and contains many recyclable materials such as gold. In this study, an adsorbent was produced by modifying the valonian tannin with ethylenediamine. The obtained ethylenediamine modified tannin polymer was characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Brunauer-Emmett-Teller (BET) and thermogravimetrcanalysis (TGA), and it wasconfirmed that the amine group was successfully attached to the main structure within the scope of the synthesis. For gold (Au (III)) adsorption at varying pH, adsorbent mass, initial concentration, time, and temperature values, the adsorption performance of gold ion-containing solutions was investigated. Adsorption isotherm, kinetic and thermodynamic calculations were made from the data obtained from these experiments, and it was seen that the kinetic equation that best fits the experimental data is intraparticle diffusion and the best fit isotherm equation is Langmuir's equation. According to the Langmuir isotherm, the monolayer saturation capacity of Au(III) ions on the ethylenediamine modified tannin polymer was determined as 1488,412 (mg/g) at a temperature of 328 K. In the FTIR analysis performed after adsorption, it was determined that the ethylenediamine functional groups actively participated in the adsorption of Au(III) species and had an effect increasing the adsorption performance besides the polyphenolic groups. In XRD and XPS analyzes, it was determined that almost all of the Au(III) ions were reduced to metallic gold after adsorption. It was observed that the adsorbent showed high performance for the adsorption of Au(III) from the real leach solution obtained from electronic wastes.