Sulu ortamlarda bulunan Pb(II) iyonlarının doğal Polyporus squamosus biyosorbenti ile uzaklaştırılması ve biyosorpsiyon koşullarının cevap yüzey yöntemi (CYY) ile optimizasyonu
Removal of Pb(II) from aqueous solutions by natural Polyporus squamosus biosorbent and optımızatıon of biosorption conditions by response surface methodology (RSM).
Yazar: ÜMİT ECER
Danışman: DOÇ. DR. TEKİN ŞAHAN
Yüzüncü Yıl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada; sulu ortamlarda bulunan Pb(II) iyonlarının toz haline getirilmiş doğal polyporus squamosus biyosorbenti ile uzaklaştırılması ve biyosorpsiyon koşullarının optimizasyonu amaçlanmıştır. İlk olarak; biyosorbentin yüzey özelliklerini incelemek için (Brunauer-Emmett-Teller) BET analizleri yapılarak sonuçlar değerlendirilmiştir. Biyosorbentin sıfır yük noktası (PZC) 4,8 olarak tespit edilmiştir. CYY içindeki Merkezi Kompozit Tasarım (MKT) modeli biyosorpsiyonu etkileyen en önemli parametrelerin (başlangıç Pb(II) derişimi (Co, mg/L), pH, sıcaklık (°C) ve temas süresi (dak.)) optimizasyonu için kullanıldı. MKT ile elde edilen quadratik modelden optimum değerler Co=74,55 mg/L, pH=5,75, sıcaklık 20°C ve temas süresi 112,6dak. olarak belirlenmiştir. Bu koşullarda optimum biyosorplanan Pb(II) miktarı 13,65 mg Pb(II)/g biyosorbent ve biyosorpsiyon verimi ise %89,4 olarak bulunmuştur. 
Optimizasyon aşamasından sonra; sonuçlar en çok bilinen adsorpsiyon izoterm modellerine ve kinetik denklemlerine uygulanmıştır. Biyosorpsiyon denge bilgilerinin Freundlich izoterm modeline ve kinetiğinin ise Pseudo ikinci derece hız eşitliğine uyduğu gözlenmiştir. Ayrıca, termodinamik parametreler biyosorpsiyonun ekzotermik karakterli olduğunu göstermiştir. Son olarak, çok metalli atık sulardan yarışmalı biyosorpsiyon gerçekleştirilerek polyporus squamosus biyosorbentinin farklı metal iyonlarının varlığında Pb(II) iyonunu biyosorplama kapasitesinin nasıl değiştiği araştırılmıştır.

Abstract:
This study aimed the removal of Pb(II) ions from aqueous solutions with powdered natural polyporus squamosus biosorbent and optimization of biosorption conditions. Firstly, in order to investigate the surface properties of biosorbent, BET analyses were performed and the results were evaluated. Point of zero charge (PZC) for biosorbent was obtained as 4,8. Central Composite Design (CCD) in response surface methodology (RSM) was used to optimize the most important parameters (initial Pb (II) concentration (Co, mg/L), pH, temperature (°C) and contact time (min.)) affecting the biosorption. With the quadratic model obtained from MKT, the optimum values were determined as Co=74,55 mg/L, pH=5,75 ,temperature 20°C and contact time 112,6min., respectively.. In these optimum conditions, the optimum amount of biosorbed Pb(II) and biosorption yield were found to be 13,65 mg Pb(II)/g biosorbent and %89,4, respectively. 
After optimization stage, the results were applied to the most common adsorption isotherm models and kinetic equations. It was observed that the biosorption equilibrium data agreed well the Freundlich isotherm model and biosorption kinetic data fitted the pseudo second order kinetic equation. Additionally, the thermodynamic parameters showed that the biosorption was exothermic. Finally, by performing the competitive biosorption from multi-metal wastewater, it was investigated how Pb (II) biosorption capacity of polyporus squamosus in presence of different metal ions changed.