Polimer kaplı manyetik nanopartikül sentezi ve ikropartiküllerin atık suların giderilmesinde kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of the usability of polymer coated magnetic nanoparticular synthesis and removal of microparticules from waste water
Yazar: HÜSEYN OSMAN
Danışman: PROF. DR. MEHMET UĞURLU
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Sunulan çalışmada, yaygın kullanım alanına sahip aktif karbon (AC) ile manyetik ve polimerik malzemeler kullanılarak hazırlanan yeni malzemelerin giderim performansları incelendi. Adsorpsiyon deneylerinde adsorbent olarak AC (aktif karbon), MagAC, SBS/MagAC ve PC/MagAC örnekleri, adsorbat olarak ise belirli konsantrasyonlarda Fenol, Flumekuine (FLQ) ve Oksitetrasiklin (OTC) kullanıldı. Tüm adsorpsiyon deneyleri, pH etkisinin incelendiği deneyler haricinde doğal pH'da yapıldı. Adsorpsiyon deneylerinde sıcaklık, katı-sıvı oranı, adsorbent tipi, başlangıç konsantrasyonları ve çözelti pH'sı parametre olarak seçildi. pH etkisinin incelendiği deneylerde, çözeltinin pHsı seyreltik HC1 ve NaOH çözeltileri ile bir pH metre kullanarak ayarlandı. 
Tüm deneylerde adsorpsiyonun yaklaşık bir saat gibi kısa bir sürede dengeye ulaştığı tespit edilmiştir. Oldukça kısa olan bu denge süresi, atık sudan uzaklaştırılmaya çalışılan maddelerin adsorbentler üzerine fiziksel karakterli kuvvetlerle tutunduklarını göstermektedir. Aktif karbon, farmasötik atıklarda etkili bir adsorbent olduğu görülmüştür. Manyetik AC'li polimer kaplı malzemelerde Fenol giderimlerinde iyi performans gösterdiği bulunmuştur. Özellikle PC/Mag AC örnekleri FLQ gideriminde daha yüksek performans gösterdiği tespit edilmiştir. Düşük pH'da yapılan deneysel çalışmada AC ve Mag/AC örneklerinde verimin daha yüksek ve performansın % 98-99 arasında olduğu gözlendi. Polimer kaplı manyetik malzemelerde yüksek pH'da çok iyi sonuç vermediği ve tüm malzemelerin oda sıcaklığında iyi performans gösterdiği tespit edilmiştir. Kinetik açıdan durum incelendiğinde genel olarak, II. Derece hız denklemine tüm parametrelereinde çok belirgin bir uygunluk görüldü (R2: 0,99-1,00). I. derece hız denklemi açısından durum incelendiğinde ise genel olarak dalgalı bir yapı ve değişkenlik görülmüştür (R2:0,80-90,0). Partikül difizyon modelinde ise AC ve MagAC örneklerinde daha yüksek uygunluk görülmüştür. Bu durum AC ve diğer örneğin porozitesiyle ilişkilendirilmiştir. 
Sonuç olarak; AC'un çok iyi bir adsorbent olduğu bir kez daha görülsede,  çözelti ortamından geri alınma güçlüğü dikkate alındığında; magnetik ve polimerik madde yüklenmesi halinde sulu ortamdan daha kolay bir şekilde uzaklaştırılabileceği görülmüştür.  
Anahtar Kelimeler: Aktif Karbon, Adsorbsiyon, Manyetik Adsorbent, Fenol, Flumekuin (FLQ), Oksitetrasiklin (OTC)

Abstract:
In the present study, the removal performance of new materials prepared by using active carbon (AC) and magnetic and polymeric materials, which are widely used, were investigated. In adsorption experiments, AC (activated carbon), MagAC, SBS/MagAC and PC/MagAC samples were used as adsorbents and Phenol, Flumekuine (FLQ) and Oxytetracycline (OTC) were used as adsorbates. All adsorption experiments were carried out at natural pH, except for experiments in which the pH effect was examined. Temperature, solid-liquid ratio, adsorbent type, initial concentrations and solution pH were selected as parameters in adsorption experiments. In experiments where the pH effect was examined, the pH of the solution was adjusted using a pH meter with dilute HCl and NaOH solutions.
In all experiments, it was found that adsorption reached equilibrium in as little as one hour. This very short equilibrium period shows that the substances that are tried to be removed from the waste water are attached to the adsorbents by physical forces. Activated carbon has been found to be an effective adsorbent in pharmaceutical wastes. It has been found to perform well in phenol removal in polymer coated materials with magnetic AC. Especially PC/MagAC samples showed higher performance in FLQ removal. In the experimental study carried out at low pH, yields were higher and performance was 98-99% in AC and Mag/AC samples. It was found that the polymer coated magnetic materials did not perform very well at high pH and all the materials performed well at room temperature. When the situation is examined in terms of kinetics,. A very significant conformity was observed in all parameters to the II degree velocity equation (R2: 0.99-1.00). When the situation is examined in terms of the first degree velocity equation, a wavy structure and variability were observed in general (R2: 0,80-90,0). In particle diffusion model, AC and MagAC samples showed higher compatibility. This has been associated with AC and porosity of the other sample.
As a result; Once again, it is seen that AC is a very good adsorbent. It has been found that magnetic and polymeric material can be removed more easily from the aqueous medium.
Keywords: Activated Carbon, Adsorption, Magnetic Adsorbent, Phenol, Flumechin (FLQ), Oxytetracycline (OTC)