Endüstriyel atıklardan elde edilen geopolimerlerin sulardan ağır metal gideriminde adsorban olarak değerlendirilmesi
Evaluation of geopolymers synthesized from industrial waste as an adsorbent in heavy metal removal from water
Yazar: FUNDA DEMİR
Danışman: DOÇ. DR. EMEK MÖRÖYDOR DERUN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Sanayi devrimi ile hızla artan endüstriyel faaliyetler çevre kirliliğini de beraberinde getirmiştir. Çevre kirliliği toprak hava ve su olmak üzere üç başlık altında değerlendirilmektedir. Endüstriyel atıklardan kaynaklanan su kirliliği günümüzde önemli problemlerden biridir. Ağır metallerin sulara karışması suların kirlenmesine neden olarak canlılığı tehdit etmektedir. Sulardan ağır metal giderilmesi sağlık etkileri ve çevre kirliliğinin önlenmesi açısından önem teşkil eder. Yüksek verimliliği ve düşük maliyeti sebebiyle adsorpsiyon, sulardan ağır metal gideriminde yaygın kullanılan bir yöntemdir. Geopolimerler, yapısal birimi alümina ve silika tetrahedrallerden oluşan bir çeşit inorganik polimerler olarak tanımlanmaktadır. 
Bu tez çalışması kapsamında, çeşitli endüstriyel atıklardan (altın madeni arıtma çamuru ve uçucu kül) üretilen Al2O3 katkılı geopolimerler sulardan ağır metal giderilmesinde kullanılmıştır. Geopolimer üretiminde alkali füzyon yöntemi kullanılmıştır. En uygun deneysel koşulları belirlemek amacıyla endüstriyel atıklardan geopolimer üretimi için Response Surface deney tasarım yöntemi uygulanmıştır. Hammadde olrak kullanılan endüstriyel atıklara ve üretilen geopolimer numunelerine XRD, BET, FT-IR ve SEM analizleri uygulanmıştır. Sentezlenen geopolimer  numuneleri sulardan Cu+2 ve Pb+2 olmak üzere ağır metal adsorpsiyonunda kullanılmış, adsorpsiyon sonuçları ICP-OES analizleri ile belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar üretilen geopolimer numunelerinin gözenekli yapıya sahip olduklarını ve adsorpsiyon çalışmalarında kullanımının başarılı olduğunu göstermektedir.

Abstract:
The rapidly increasing industrial activities with the industrial revolution caused environmental pollution. Environmental pollution is evaluated under three headings as soil, air and water. Water pollution from industrial wastes is one of the major problems.  Heavy metals flowing into water causes water pollution.  Removal of heavy metals from water is important in terms of health effects and environmental pollution. Due to its high efficiency and low cost, adsorption is a widely used method for removing heavy metals from water. Geopolymers are defined as a kind of inorganic polymers whose structural unit consists of alumina and silica tetrahedras.
Within the scope of this thesis, Al2O3 doped geopolymers produced from various industrial wastes (gold mine sludge and fly ash) were used to remove heavy metals from water. In order to determine the most suitable experimental conditions, Response Surface test design method was used for the production of geopolymer from industrial wastes. XRD, BET, FT-IR and SEM analyzes were performed on industrial wastes used as raw materials and produced geopolymer samples. The synthesized geopolymer samples were used in heavy metal adsorption of Cu+2 and Pb+2 from water and the adsorption results were determined by ICP-OES analysis. The obtained results show that the produced geopolymer samples have a porous structure and their use in adsorption studies is successful.