Sulu ortamda bulunan fenol ve klorofenollerin aktive edilmiş klinoptilolit kullanılarak uzaklaştırılması
Removal of phenols and chlorophenols from aquatic system using activated clinoptilolite
Yazar: SONGÜL UÇAR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ATİLLA EVCİN
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption

Özet:
Fenol ve klorofenoller, düşük derişimlerde bile suda yaşayan canlılarda toksik etki gösterirler. Fenoller, atık sulardaki en yaygın kirleticilerdir. Bu çalışmada fenol ve klorofenollerin aktive edilmiş klinoptilolit kullanılarak kesikli sistemde, sulu ortamdan uzaklaştırılması amaçlanmıştır. Fenol ve klorofenollerin adsorplanmasında denge zamanının belirlenmesi, adsorpsiyon hızına başlangıç derişiminin etkisi, pH etkisi ve rejenerasyon olanağı incelenmiştir. Bu amaçla aktive edilmiş klinoptilolit numunelerine, fenol ve klorofenollerin değişik zaman aralıklarında adsorpsiyon olayı incelenerek artan fenol ve klorofenol derişimleri ile adsorpsiyon denge zamanı belirlenmiştir. Klinoptinolite adsorplanma miktarı; fenol, p-klorofenol, o-klorofenol ve m-klorofenol sırasına göre artış göstermektedir ve maksimum adsorpsiyon denge süresi yaklaşık 45 dakika olarak bulunmuştur. Ayrıca, klinoptilolitlerin 30 % (v/v) luk metanol çözeltisi kullanılarak rejenerasyon olanağı incelenmiştir.Klinoptilolitin davranışını tayin etmek için Zeta potansiyel deneyleri yapılmış ve negatif yük sergilediği gözlenmiştir. 45oC ve 65 oC süspansiyon sıcaklıklarında yapılan adsorpsiyon deneylerinde ise sıcaklığın artmasıyla adsorpsiyon değerlerinin azaldığı görülmüştür. Adsorpsiyon veriminin % 99 değerine kadar çıkması, uygulanan adsorpsiyon modeli sonucunda adsorpsiyon ısısının 10 kcal /mol' den düşük çıkması ve süspansiyon ısısının artmasıyla adsorpsiyonun azalması, fenol ve türevlerinin genel olarak fiziksel olarak adsorplandığını göstermektedir.Doğal ve aktive edilmiş klinoptilolitlere adsorpsiyondan önce ve sonra FTIR, SEM, EDX analizleri uygulanmış, doğal klinoptilolit numunelerinin DTA- TGA analizleri yapılmıştır. Ayrıca fenol ve klorofenol başlangıç konsantrasyonlarının klinoptilolitin giderim etkinliği üzerine ve adsorpsiyon izotermlerine etkisi araştırılmış, aktive edilmiş klinoptilolitin, doğal klinoptilolite göre daha yüksek adsorpsiyon kapasitesine ve giderim verimine sahip olduğu gözlenmiştir. Deney sonuçlarının Freundlich modeline uygun olduğu belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Klinoptilolit, Aktivasyon, Adsorpsiyon, Fenoller

Abstract:
Phenols and chlorophenols are toxic to other organisms in aqueous media even at very low concentrations. Phenols are the most common pollutants in aqueous media. This study deals with the removal of phenols and chlorophenols from the aqueous media in a batch system by the use of activated clinoptilite. The equilibrium time of the adsorption of phenols and chlorophenols, the effect of the initial concentration upon the adsorption rate, the effect of the pH and the possibility of regeneration have been examined. The adsorption phenomenon of the phenols and chlorophenols on activated clinoptilite samples at different time ranges was investigated to elucidate the equilibrium times with increasing phenol and chlorophenol concentration. The amount of adsorption on to clinoptilite was observed to increase in the order of phenol, p-chlorophenol, o-chlorophenol and m-chlorophenol and the maximum adsorption equilibrium time was found to be approximately 45 minutes. Apart from those the possibility of regenerating the used clinoptilite samples with the use of 30 % (v/v) methanol solution.Zeta potential experiments were carried out in order to determine the behavior of clinoptilolite and it was observed to exhibit a negative charge. The adsorption studies carried out between 45oC and 65 oC suspension temperatures revealed that the adsorption values showed a decrease with the increasing temperature .The facts that adsorption yield has reached up to 99%, the adsorption heat was lower than 10 kcal / mol according to the adsorption method employed and the increase in the heat of suspension showed that phenols and its derivatives are adsorbed according to physical adsorption.The natural and the activated clinoptilolites were examined by the use of FTIR, SEM, EDX and DTA-TGA analysis techniques before and after the adsorption process. Also the effect of the initial phenol and chlorophenols concentration on the removal efficiency and the related adsorption isotherms was investigated. The removal efficiency of clinoptilolite was investigated according to phenol and chlorophenol concentrations and it was observed that clinoptilolite has a higher efficiency than that of natural clinoptilolite. The adsorption was observed to take place according to the Freundlich isotherm.Key Words: Clinoptilolite, Activation, Adsorption, Phenols.