Kitosan modifiyeli pomza taşının sulu çözeltiden antimon uzaklaştırılması işleminde kullanılabilirliğinin incelenmesi
Ki̇tosan modi̇fi̇yeli̇ pomza taşinin sulu çözelti̇den anti̇mon uzaklaştirilmasi i̇şlemi̇nde kullanilabi̇li̇rli̇ği̇ni̇n i̇ncelenmesi̇
Yazar: İHSAN KOÇAL
Danışman: PROF. DR. AHMET SARI
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, ham pomza (HP) kili ve kitosan ile modifiye edilmiş pomza         (K-mP) kili kullanılarak sulu çözeltiden Sb (III)'ün uzaklaştırılmasına yönelik adsorpsiyon potansiyeli araştırılmıştır. Sb (III) adsorpsiyonunun veriminin çözeltinin pH'sı, adsorbent konsantrasyonu, çalkalama süresi ve çözelti sıcaklığına bağlılığı kesikli (batch) metot kullanılarak incelendi. HP'ye kütlece %5 oranında kitosan ilavesiyle yüzey alanının 0,2853 den 0,2724 m2 g-1 değerine düştüğü BET analizi ile tespit edilmiştir. Bu durum, HP yüzeyindeki gözeneklerin bir kısmının kitosan molekülleri tarafından işgal edildiği anlamına gelmektedir. Adsorpsiyon sürecinin öncesinde ve sonrasında HP ve K-mP sorbentlerinin kimyasal ve morfolojik analizleri FT-IR ve SEM analiz metodları ile karakterize edilmiştir. Langmuir izoterm modeli kullanılarak HP ve K-mP'nin maksimum adsorpsiyon kapasitesi (pH 5'te) sırasıyla; 44,8 ve 88,9 mg g-1 olarak belirlenmişitr. D-R izoterm modelinden elde edilen bulgular ortalama adsorpsiyon enerjisi (9,3 kJ mol-1) Sb(III) iyonlarının K-mP üzerindeki adsorpsiyon işleminin kimyasal olarak gerçekeştiğini göstermiştir. Ardışık olarak on kez tekrarlanan döngü sonrasında K-mP'nin adsorbsiyon ve desorbsiyon performansında sırasıyla %10 ve %25 küçük azalmaların olduğu gözlenmiştir. Yapılan termodinamik hesaplamalar (ΔG°, ΔH° ve ΔS°) söz konusu adsorpsiyon işleminin çalışılan sıcaklık aralığında kendiliğinden gerçekleşebilir ve ekzotermik bir karakterde olduğunu göstermiştir. Elde edilen kinetik bugular K-mP üzerindeki Sb (III) adsorpsiyon mekanizmasının yalancı ikinci dereceden kinetik modeli ile iyi bir biçimde açıklanabileceğini ortaya koymuştur. Ayrıca, tüm sonuçları dikkate alarak, K-mP'nin arttırılmış yüzey alanı, yüksek adsorpsiyon kapasitesi, kolay hazırlanabilme, düşük maliyet özellikleri ve yüksek adsorsiyon/desorpsiyon performansından dolayı Sb (III)'ün sulu çözeltilerden uzaklaştırılması işlemi için etkili bir adsorbent olabileceği ifade edilmiştir.

Abstract:
In this study, the adsorption potential of raw pumice (RP) and chitosan-modified pumice (C-mP) in the removal of Sb (III) from aqueous solution were investigated. The dependeny of solution pH, adsorbent concentration, contact time and temperature on the Sb (III) adsorption were studied using batch method. By addition of 5 wt% of chitosan agent, the surface area of EP decreased from 0.2853 to 0.2724 m2 g-1, indicating that some part of the pores on the surface of the HP were occupied by chitosan molecules. The chemical and morphological caharacterizations of the RP and C-mP were made before and after adsorption process by using FT-IR and SEM analysis techniques. The adsorption capacity of RP and C-mP for Sb (III) was found to be 44.8 and 88.9 mg g-1 at pH 5, respectively. From he D–R model the mean adsorption energy calculated as 9.3 kJ mol-1meaning tha the adsorption of Sb (III) onto C-mP was chemically carried out. The adsorption and desorption abilities of C-mP decreased as slightly as 10% and 25%, respectively after ten times of cycles. The calculated thermodynamic parameters (ΔG°, ΔH° and ΔS°) showed that the adsorption was spontaneous and exothermic in nature. The kinetic parameters revealed that the adsorption mechanishm of Sb (III) onto C-mP followed could be explained well with the pseudo-second order kinetic model. In addition, based on all results, C-mP can be considered as a effective adsorbent for the removal of Sb (III) from aqueous solutions due to its large surface area, high adsorption capacity, and easy availability, low-cost properties and high adosrption/desorption performance.