Deniz kabuğu, kitin ve kitosanla karşılaştırmalı ağır metal adsorpsiyonunun incelenmesi
Investigation of heavy metal adsorption comparison by sea shell, chitin and chitosan
Yazar: ZEKİ BERKAY YILDIZ
Danışman: PROF. DR. ÜNSAL AÇIKEL
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, deniz kabuğu, kitin ve kitosanın endüstriyel atık sularda genellikle karşılaştığımız Cu(II) ve Ni(II) iyonlarının adsorpsiyonunda başlangıç pH'ı, başlangıç metal iyon derişimi ve sıcaklık gibi parametreleri araştırılmıştır. Deniz kabuğu, kitin ve kitosanın adsorpsiyonlarının karşılaştırılması yapılmıştır.
Çalışmada ilk önce Cu ve Ni için stok çözeltiler hazırlanmış ve bu çözeltilerle optimum pH'ın belirlenmesi için deneyler yapılmıştır. Deniz kabuğu için pH 5.0, kitin için pH 4.0 ve kitosan için pH 4.0 olan değerler Cu çözeltisi için optimum pH değerleridir. Deniz kabuğu için pH 4.0, kitin için pH 4.0 ve kitosan için pH 4.0 olan değerler Ni çözeltisi için optimum pH değerleridir.
Deneylerde, deniz kabuğu ile Ni çözeltisi adsorpsiyonunun adsorpsiyon miktarının ve metal iyon derişiminin 600 mg/L'ye kadar yükseldiği, deniz kabuğu, kitin ve kitosan ile Cu çözeltisinin ve kitin ve kitosan ile Ni çözeltisinin adsorpsiyonunun adsorpsiyon miktarının ve metal iyon derişimlerinin 500 mg/L'ye kadar yükseldiği gözlemlenmiştir. Yapılan izoterm çalışmalarında Cu(II) ve Ni(II) iyonları için izotermler çizilerek adsorpsiyon izoterm sabitleri hesaplanmış olup Langmuir ve Freundlich izoterm modellerine uyduğu gözlemlenmiştir. Tekli sistemler için farklı sıcaklıklarda termodinamik veriler Van't Hoff denkleminden yararlanılarak serbest Gibbs enerjisi (ΔG), entalpi (ΔH) ve entropi (ΔS) değerleri bulunmuştur. Serbest Gibbs enerjisine bakıldığında adsorpsiyonun kendiliğinden gerçekleştiği gözlemlenmiştir.
Cu ve Ni çözeltisi için adsorpsiyonun optimum pH ve adsorbent miktarının farklı sıcaklıklardaki derişiminin adsorpsiyon üzerine etkisi incelenmiştir.

Abstract:
In this thesis study, the parameters such as initial pH, metal ion concentration and temperature generally were investigated in the adsorption of Cu(II) and Ni(II) ions of sea shell, chitin and chitosan in industrial wastewater. A comparison of the adsorption of sea shell, chitin and chitosan was performed.
In the study, stock solutions were first prepared for Cu and Ni and experiments were carried out to determine the optimm pH with these solutions. pH 5.0 for se shell, pH 4.0 for chitin and pH 4.0 for chitosan are optimum pH values for Cu solution. pH 4.0 for sea shell, pH 4.0 for chitin and pH 4.0 for chitosan are the optimum pH values for Ni solution.
In the experiments, the adsorption amount of the sea shell and the adsorption of Ni solution and the metal ion concentration increased to 600 mg/L, sea shell, chitin and chitosan with Cu solution and chitin and chitosan with Ni solution adsorption of amount adsorption and metal ion concentration to 500 mg/L was observed to rise. In the isotherm studies, the isotherms were determined for Cu(II) and Ni(II) ions and adsorption isotherm constants were calculated and it was observed to be in compliance with Langmuir and Freundlich isotherm models. Thermodynamic data at different temperatures for single systems the free Gibbs energy (ΔG), enthalpy (ΔH) and entropy (ΔS) values were found using the Van't Hoff equation. When the free Gibbs energy is considered, it is observed that adsorption occurs spontaneously.
The effect of the optimum pH and adsorbent amount concentration of adsorption on the adsorption at different temperatures was investigated adsorption for Cu and Ni solution.