Farklı Schiff bazı bileşikleri ile modifiye edilmiş silikajel kullanılarak sulu çözeltiden Toryum (IV) iyonlarının giderimi
Removal of Thorium (IV) ions from aqueous solution with modified silica gel by different schiff base compounds
Yazar: MÜGE NUR DEMİRHAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜLENT KIRKAN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Su Yönetimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada sulu çözeltiden toryum (IV) giderimi amacıyla katı faz adsorbenti geliştirme çalışmaları için farklı fonksiyonel guruba sahip HL1, HL2 ve HL3 schiff bazı ligandları sentezlenmiştir. Daha sonra elde edilen üç ligand katı destek olarak silikajel kullanılarak, SiCl-L1, SiCl-L2 ve SiCl-L3 katı adsorbentleri hazırlanmıştır. Elde edilen SiCl-L1, SiCl-L2 ve SiCl-L3 katı adsorbentlerinin yapıları FTIR, elementel analiz ve BET yüzey analiz yöntemleri ile karakterize edilmiş, SEM görüntüleri yardımıyla da yüzey incelemesi yapılmıştır. 

Çalışmada, hazırlanan katı adsorbentler kullanılarak sulu çözeltilerden toryum adsorpsiyonunu etkileyen çözelti pH'ı, başlangıç toryum konsantrasyonu, temas süresi, adsorbent dozu ve sıcaklık gibi parametreler incelenmiş ve optimum alım koşulları saptanmıştır. Adsorpsiyon deneyleri sonucunda en yüksek adsorpsiyon kapasitesi SiCl-L1 katı adsorbenti için elde edilmiştir. SiCl-L1 katı adsorbenti için adsorplanan toryum miktarı, adsorpsiyon verimi ve Kd değerleri sırasıyla 15,6±0,1 mg/g, % 97,4±0,1 ve 120869±6108 mL/g olarak bulunmuştur. 

Toryum iyonlarının SiCl-L1 katı adsorbenti üzerine adsorpsiyonu için ΔH, ΔG ve ΔS termodinamik parametreleri hesaplanmış, adsorpsiyon prosesinin endotermik karakterli olduğu, adsorpsiyon işleminin istemli gerçekleştiği belirlenmiştir. SiCl-L1 katı adsorbenti ile sulu çözeltilerden Th(IV) adsorpsiyonunun Langmuir, Freundlich ve Dubinin-Radushkevich (D-R) adsorpsiyon izotermlerine uygunluğu incelenmiş ve Langmuir izotermi ile uyum sağladığı belirlenmiştir.

Yapılan deneyler sonucunda, katı adsorbentin Th(IV) iyonlarına seçici olduğu gözlenmiştir. SiCl-L1 adsorbenti seyreltik sulu çözeltilerden Th(IV) iyonlarının seçici olarak giderilmesinde alternatif bir seçenek olarak önerilmiştir.

Abstract:
In this study, for the purpose of removal of Th (IV) from the aqueous solution, schiff base ligands of HL1, HL2 and HL3 with different functional groups were synthesized for the development of solid phase adsorbents. Subsequently, the three ligands obtained on the silica gel were modified, SiCl-L1, SiCl-L2 and SiCl-L3 solid adsorbents were synthesized. The structures of SiCl-L1, SiCl-L2 and SiCl-L3 solid adsorbents were characterized by FTIR, elemental analysis and BET surface analysis methods and SEM images were used for surface investigation.

In the study, the parameters of solution pH, concentration of thorium, contact time, adsorbent dose and temperature were investigated using prepared solid adsorbents in aqueous solutions and optimum conditions for adsorption process were determined. As a result of adsorption experiments, the highest adsorption capacity was obtained for SiCl-L1 solid adsorbent. For SiCl-L1 solid adsorbent, adsorption capacity, adsorption efficiency and Kd values were found as 15.6 ± 0.1 mg / g, 97.4 ± 0.1% and 120869 ± 6108 mL / g, respectively.

The thermodynamical parameters of ΔH, ΔG and ΔS were determined for thorium adsorption of SiCl-L1 solid adsorbent. The results show that adsorption process is endothermic and spontaneous for adsorption. The experimental data were applied about coherence with Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich (D-R) isotherms and it was determined that it was compatible with Langmuir isotherm.

As a result of the experiments, it was observed that the solid adsorbent was selective for Th (IV) ions. SiCl-L1 adsorbent has been proposed as an alternative option for the selective removal of Th (IV) ions from dilute aqueous solutions.