Karides ve pavurya kabuklarından kitosan üretimi ve baryum, kadmiyum, nikel ve titanyum adsorpsiyonunda kullanılması
Barium, cadmium, nickel and titanium adsorption study of chitosan produced from caridea and brachyura shells
Yazar: ETKİNNUR ÇELİK
Danışman: DOÇ. DR. AZMİ SEYHUN KIPÇAK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Ağır metaller = Heavy metals ; Kirlilik = Pollution ; Kitosan = Chitosan ; Verim = Yield

Özet:
Dünya genelinde endüstriyel, teknolojik gelişmeler ve insan nüfusunun artması sonucunda çevre kirliliği, gelecek nesiller için bir tehdit haline gelmiştir. Çevre kirliliğinin büyük bir kısmını su kirliliği oluşturmaktadır. Su kirliliğinin etkilerini azaltmak için tamamen sürdürülebilir olmayan birçok geri dönüşüm yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntemlerin maliyeti yüksektir ve süreçler tamamlandıktan sonra daha fazla kirliliğe neden olabilmektedir. Bu çalışmada, karides ve pavurya kabuklarından üretilen kitosanın adsorplama davranışı incelenmiştir. Elde edilen kitosan, suda Baryum, Kadmiyum, Titanyum ve Nikel ağır metallerinin adsorpsiyonu için sürdürülebilir bir yöntemdir. Farklı hammadde ve +60, -60 +40 ve -40 +18 tanecik boyutları, kitosan üretiminin parametreleri olarak seçilmiştir. Üretim 80 °C'de deproteinizasyon, demineralizasyon ve deasetilasyon olarak üç adımda gerçekleştirilmiştir. Her adımda, farklı tanecik boyutu ve kitosan hammaddeleri için verim hesaplanmıştır. Elde edilen kitosan, 20 ppm Baryum, Kadmiyum, Nikel ve Titanyum ağır metal stok solüsyonları ile suda adsorban malzeme olarak kullanılmıştır. Adsorpsiyon, 0,1 g ağırlığında farklı hammaddeden elde edilen kitosan ile her bir tanecik boyutu için 1, 2 ve 3 saat süreyle gerçekleştirilmiştir. Filtrasyon sonrası ağır metal çözeltileri ICP-OES analizi ile adsorpsiyon miktarı eldesi için incelenmiştir. Tüm tanecik boyutlarındaki karides ve yengeç eldesi kitosanların, Ba, Ti, Cd ve Ni ağır metalleri ile 1,2 ve 3 saatlik adsorpsiyon sonuçları incelenerek ağır metal konsantrasyonları ile adsorpsiyon miktarları hesaplanmıştır. Farklı parametrelerle elde edilen veriler ağır metaller arasında kıyaslanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Kirlilik, kitosan, verim, adsorpsiyon, ağır metal

Abstract:
As a result of increase in industrial, technological developments and human population around the world, environmental pollution became a threat for future generations and water pollution takes a big part of the environmental pollution. In order to decrease the effects of the water pollution, many recycling methods have developed which are not fully sustainable. These methods have high cost and can cause more pollution after the processes complement. In this study, the chitosan produced from Caridea and Brachyura shells and its behavior as an adsorbent material was examined. This chitosan is a sustainable method for adsorption of Barium, Cadmium, Titanium and Nickel heavy metals in the water. The difference of raw material and shell particle size were choosen as parameters of chitosan production: +60, -60 +40 and -40 +18 mesh. The production was accomplished in three steps: deproteinazation, demineralization and deacetylation at 80 °C. In each step, the yield was calculated and compared for the chitosan in different meshes and raw materials. The acquired chitosan was used as an adsorbent material in the water with 20 ppm Barium, Cadmium, Nickel and Titanium heavy metal stock solutions. The adsorption was carried out 0.1 g of chitosan with each different meshes and raw materials for 1, 2 and 3 hours. After the filtration, the heavy metal solutions were examined with ICP-OES analysis in order to obtain the amount of adsorption. The 1,2 and 3 hour adsorption results of shrimp and brachyura based chitosan in Ba, Cd, Ti and Ni heavy metal solutions investigated and adsorption amounts were calculated. The obtained data were compared between heavy metals depending on the different parameters.
Keywords: Pollution, chitosan, adsorption, yield, heavy metal