Sülfonamid esaslı N-metil-D-glukamin fonksiyonlu polimerik sorbentle sulu çözeltilerden bor giderimi
Boron removal from aqueous solutions by sulphonamid based N-methyl-D-glucamin functionalized polymeric adsorbent
Yazar: GÜMRAH GİRAY
Danışman: DOÇ. DR. REHA YAVUZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bor kimya, ilaç, deterjan, kozmetik, gübre, nükleer vb. sanayilerde 250'yi aşkın kullanım alanına sahiptir. Bor, canlılar için önemli bir elementtir. Bor, belirli bir değere kadar canlılar üzerinde olumlu etki yapmakta, limit değerin aşılması durumunda toksik etkiye neden olmaktadır. Bor madeni işletmelerinde ortaya çıkan atık sular çevresel kirliliğe yol açmakta ve canlılara zarar vermektedir. Bundan dolayı atık sulardan bor giderimi gereklidir. Bu çalışmanın amacı, bor üretim işletmelerinde ortaya çıkan yüksek bor içerikli atık suyun içerisinde bulunan borun yeniden kullanılabilir hale getirilmesi ve böylece bu işletmelerde ortaya çıkan atık suyun toksik etkilerinin önlenmesidir. Bu amaçla, bor içeren çözeltilerdeki bor iyonlarıyla kompleks oluşturabilecek çoklu hidroksil yapıya sahip sülfonamid esaslı N-Metil-D-Glukamin ile fonksiyonel hale getirilmiş polimerik bir adsorbent (PS-NMG) kullanılarak, kesikli adsorpsiyon-desorpsiyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Adsorpsiyon süresinin, adsorban miktarının, sıcaklığın, ortam pH değerinin, başlangıç çözelti derişiminin adsorpsiyona etkileri, deneysel sistematik yaklaşımı ile incelenmiştir. Bunun yanı sıra, desorpsiyon ve desorpsiyon-yeniden adsorpsiyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. En iyi bor iyonu adsorpsiyonu şu koşullar için elde edilmiştir: adsorpsiyon süresi : 60 dak.; sıcaklık : 25 oC; pH : 7,7. Desorpsiyon için en uygun çözeltinin 0,5 N H2SO4 olduğu ve hemen hemen %100 etkinlik ile bor iyonlarının geri kazanılabildiği belirlenmiştir. Adsorban numunenin desorpsiyon-yeniden adsorpsiyon döngü çalışması gerçekleştirilmiştir. Her döngüde adsorbanın etkinliği bir miktar azalmış olup, bu değer 5. döngüde %75 mertebesine inmiştir.

Abstract:
Boron has more than 250 applications in different industrial areas such as chemistry, pharmaceutical, detergency, cosmetics, fertilizer, nuclear etc. Boron has importance for alives. Boron has some positive effects for alives unless it exceeds a limiting value, it causes some toxic effects above the limiting value. Waste water resulted from boron mine plants causes water pollution and damages the alives. Therefore, boron removal from waste water is necessary. The aim of this study is to both prevent the toxic effects of waste-waters resulted in boron production plants and reutilization of boron in such waste-waters in which has high boron content. For this purpose, batch adsorption-desorption experiments were performed using a sulphonamid based polymeric adsorbent functionalized with N-Methyl-D-Glucamine (PS-NMG) containing multihydroxyl group which have ability to make complex with boron ions in boron containing solutions. Effects of contact time, adsorbent dosage, temperature, pH value of the solution, initial boron concentration of the solution on adsorption were investigated systematically. Moreover, desorption and desorption-readsorption studies were also performed. The best boron ion adsorption was obtained for the following conditions: contact time : 60 min.; temperature : 25 oC; pH : 7,7. Desorption studies revealed that 0.5 N H2SO4 solution was the best for desorption of the adsorbent. It caused almost 100 % recovery of the boron ions from the adsorbent. Desorption-readsorption cycle studies of the adsorbent were performed. Adsorption performance of the adsorbent was decrased in some degrees in each cycle and it reduced to 75% at the end of 5th cycle.