Biyosorpsiyon yoluyla sulu çözeltilerden Pb(II) ve Cd(II) iyonlarının uzaklaştırılması işleminin denge, termodinamik ve kinetik açıdan incelenmesi
Equilibrium, thermodynamic and kinetic studies on biosorption of Pb(II) and Cd(II) from aqueous solution by macrofungus (Lactarius scrobiculatus) biomass
Yazar: RUHAN ALTUN ANAYURT
Danışman: DOÇ. DR. AHMET SARI
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Bölümü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Biyosorpsiyon = Biosorption ; Kadmiyum = Cadmium ; Kinetik = Kinetics ; Kurşun = Lead ; Termodinamik = Thermodynamics

Özet:
Bu çalışmada, Lactarius scrobiculatus mantarı kullanılarak sulu çözeltiden Pb ve Cd biyosorpsiyonu farklı deneysel şartlarda denge, termodinamik ve kinetik açıdan incelendi. Optimum deneysel parametreler olarak pH = 5.5, çalkalama süresi = 60 dakika, biyomas konsantrasyonu = 4 g/L ve sıcaklık = 20 oC olarak belirlendi. Biyosorpsiyon denge dataları Langmuir ve Freundlich izoterm modelleriyle değerlendirildi. L. scrobiculatus mantarının maksimum Pb ve Cd biyosorpsiyon kapasitesi sırasıyla 56.2 mg/g ve 53.1 mg/g olarak belirlendi. Ortalama biyosorpsiyon enerjisi Dubinin-Radushkevich (D-R) modeli ile tayin edildi. Elde edilen değer söz konusu metal iyonlarının mantar biyoması üzerinde kimyasal iyon değişimi yoluyla tutunduğunu gösterdi. Kinetik çalışmalar metal iyonları biyosorpsiyonunun yalancı 2. Dereceden kinetik model ile uyumlu olduğunu ortaya koydu. Ayrıca hesaplanan termodinamik parametreler (?Go, ?Ho ve ?So) söz konusu metal iyonlarının mantar üzerindeki biyosorpsiyonunun kendiliğinden ve ekzotermik olarak gerçekleştiğini gösterdi. Çalışmanın son aşamasında mantar üzerinde tutunan metal iyonları 1 M HCI ve 1 M HNO3 kullanılarak % 95 oranında geri kazanıldı. 6 kez tekrarlanan sorpsiyon-desorpsiyon testleri L. scrobiculatus mantarının gayet iyi tekrarlanabilirlik performansına sahip olduğunu göstermiştir.

Abstract:
In this study, the equilibrium, thermodynamics and kinetics of the biosorption of Pb(II) and Cd(II) onto (Lactarius scrobiculatus) macrofungus from aqueous solution were investigated at different experimental conditions. Optimum experimental parameters were determined to be pH 5.5, contact time 60 min, biomass concentration 4 g/L of solution, and temperature 20ºC. The equilibrium data were evaluated by Langmuir and Freundlich isotherm models. The maximum biosorption capacity of L. scrobiculatus was found to be 56.2 mg/g for Pb(II) and to be 53.1 mg/g for Cd(II). The mean free energy values evaluated by using the Dubinin?Radushkevich (D?R) model indicated that the biosorption of the metal ions onto L. scrobiculatus biomass was taken place by chemical ion-exchange. The kinetic studies indicated that the biosorption process of the metal ions followed well pseudo-second order model. The calculated thermodynamic parameters ( , and ) also showed that the biosorption of Pb(II) and Cd(II) ions onto L. scrobiculatus biomass was feasible, spontaneous and exothermic in nature. In the final stage, the recovery of the metal ions from L. scrobiculatus biomass was found as higher than 95 % using 1 M HCl and 1 M HNO3. Furthermore, the consecutive sorption-desorption test suggests that the biosorbent has good reusability performance after six cycles.