Yeşil yapraklı bitkiler kullanılarak nanopartikül sentezi ve boyar madde giderim verimi
Nanoparticle synthesis using green leafy plants and dye removal efficiency
Yazar: BUSENUR BAYKAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLÇİN DEMİREL BAYIK
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Gümüş nanopartiküller = Silver nanoparticles ; Metilen mavisi = Methylene blue ; Nanoteknoloji = Nanotechnology ; Yeşil sentez = Green synthesis

Özet:
Nanopartiküller tıp, elektronik, gıda ve çevre gibi pek çok alanda sıklıkla kullanılmaktadır. Bu maddelerin sentezi için fiziksel, kimyasal ve biyolojik pek çok yöntem geliştirilmekte olup, özellikle yeşil sentez olarak bilinen bakteri, mantar ve bitkilerle sentez yöntemi; çevre dostu, uygun maliyetli, biyouyumlu ve güvenli bir yöntem olarak öne çıkmaktadır. 
Bu çalışmada gümüş nanopartiküllerin sentezi, biyolojik sentez yaklaşımıyla karalahana (Brassica oleracea var. acephala), fındık (Corylus avellana var. avellana) ve yeşil çay (Camellia sinensis L) bitki özütlerinin kullanılmasıyla gerçekleştirilmiştir. Gümüş nanopartikül sentezinde tepkime süresinin, bitki özütünün ve gümüş nitrat (AgNO3) derişiminin etkisi incelenmiştir. Elde edilen gümüş nanopartiküllerinin karakterizasyonu Ultraviyole-görünür ışık spektroskopisi (UV-VIS), taramalı elektron mikroskobu (SEM),  enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX), geçirimli elektron mikroskobu (TEM), partikül boyut analizi (mastersizer analizi), X-ışını kırınımı (XRD), Brunauer-Emmett-Teller yüzey alanı tayini (BET) ve Fourier dünüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) analiz teknikleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Karakterizasyon işlemi sonuçlarından nanopartiküllerin başarılı şekilde elde edildiği sonucuna varılmıştır. FTIR spektroskopisi ile gümüş nanopartiküllerinin indirgenmesi ve stabilizasyonunda görevli biyomoleküller sınıflandırılmıştır. TEM, SEM-EDX analizleri sonucunda gümüş nanopartiküllerin küresel şekilde yaklaşık 100-200 nm boyutlara sahip olduğu tespit edilmiştir. XRD analizi yardımıyla sentezlenen gümüş nanopartiküllerin yüzey merkezli kübik yapısı ile kristal yapıda olduğu tespit edilmiştir. 
Farklı bitki özütleri ve AgNO3 derişimleri ile elde edilen gümüş nanopartiküllerinin çevre için zararlı tekstil boyası olan Metilen Mavisi (MM) giderimi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Metilen Mavisi'nin giderimi, 24 saat boyunca 50 mL'lik kesikli reaktörlerde gerçekleştirilmiştir. Karalahana, fındık ve yeşil çayın 5 mM AgNO3 derişimi ile reaksiyonu sonucu elde edilen gümüş nanopartiküllerin giderim verimleri sırasıyla % 77.38, % 99.12 ve % 88.23 olarak elde edilmiştir. Adsorpsiyon kinetik modelleri incelenmiş ve her üç nanopartikül tipi için de en uygun kinetik model pseudo ikinci dereceden kinetik model olmuştur.

Abstract:
Nanoparticles are frequently used in many fields such as medicine, electronics, food and environment. Many physical, chemical and biological methods are being developed for the synthesis of these substances. Synthesis of NP with bacteria, fungi and plants, known as green synthesis, stands out as an environmentally friendly, cost-effective, biocompatible and safe method.
In this study, the synthesis of silver nanoparticles was carried out with the biological synthesis approach using plant extracts of collard (Brassica oleracea var. acephala), hazelnut (Corylus avellana var. avellana), and green tea (Camellia sinensis L). The effects of reaction time, plant extract and AgNO3 concentration on silver nanoparticle synthesis were investigated. The characterization of the obtained silver nanoparticles was carried out using Ultraviolet-visible light spectroscopy (UV-VIS), scanning electron microscope (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), transmission electron microscope (TEM), particle size analysis (mastersizer analysis), X-ray diffraction (XRD), Brunauer-Emmett-Teller surface area analysis (BET), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis techniques.  
From the results of the characterization process, it was concluded that nanoparticles were successfully obtained. The biomolecules involved in the reduction and stabilization of silver nanoparticles have been classified by FTIR spectroscopy. TEM, SEM-EDX analyses have revealed that silver nanoparticles have a spherical shape with a dimensions of 100-200 nm. XRD results shows that synthesized silver nanoparticles have a crystal structure with a face-centered cubic structure. 
Methylene blue (MB) removal efficiency of NP synthesized with different plant extracts and AgNO3 concentrations was investigated. The removal experiments were carried out in 50 mL batch reactors for 24 hours. Removal efficiencies of silver nanoparticles obtained by the reaction of collard, hazelnut, and green tea with 5 mM AgNO3 concentration were calculated as 77.38 %, 99.12 %, and 88.23 %, respectively. Adsorption kinetic models have been studied and pseudo second order kinetic model was found to fit best for each NP type.