İyon değiştirici membranlar kullanılarak sulu ortamdan bor'un uzaklaştırılması
The removal of boron from aqueous solution using ion-exchange membranes
Yazar: BERRİN GÜRLER
Danışman: Y.DOÇ.DR. ESENGÜL KIR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Hem dogal nedenler hem de insan aktiviteleri sonucu olusan sudaki bor kirliligi ciddibir problemdir. Bor yasayan organizmaların hayatını olumsuz etkiler. Dünya SaglıkÖrgütü içme suyundaki bor derisiminin 0,5 mg/L'nin altında olması gerektiginibelirtmistir.Sulardaki yüksek derisimdeki bordan kaynaklanan çevre problemlerini önlemek içinborun uygun bir metotla uzaklastırılması gerekir.Su ve atık sudan borun uzaklastırılmasında birçok fizikokimyasal proses vardır. Anaprosesler; koagülasyon-çöktürme, oksitler üzerine adsorpsiyon, temel degistiricilerile iyon degisimi, komplekslesmeden sonra membran filtrasyonu,ters osmoz,elektrodiyaliz, donnan diyalizdir. Membran prosesleri arasında Donnan diyaliz, suluçözeltiden iyonik formdaki degerli metallerin konsantre edilmesi veya gerikazanılmasında oldukça büyük bir öneme sahiptir.Bu çalısmada, Donnan diyaliz metodunun uygulanabilirligi, ticari anyon degistiricimembranlar kullanılarak sulu çözeltilerden bor iyonunun uzaklastırılmasındaarastırıldı. Tüm membranlar yüzey modifikasyonu için ECR plazma (ElectronCyloctron Resonance Plasma) ile muamele edildi. Plazma ile modifiye edilmis veedilmemis anyon degistirici membranların bor uzaklastırılmasına etkisi incelendi.Membranlardaki yüzey morfolojisindeki degisiklikler, SEM, AFM ve Temas açıresimleriyle gösterildi.Donnan diyaliz deneyleri, besleme fazı derisimi ve farklı degerlikli iyonlar gibiçesitli parametrelerle gerçeklestirildi. Literatürden elde edilen verilere göre deoptimum pH 9,5 olarak seçildi.Donnan diyaliz sartları altında borun akıs degerleri (J) ve geri kazanım faktörü (RF)hesaplandı ve en yüksek J ve RF degerleri faklı degerlikli iyonların besleme fazıçözeltisinde olmadıgı zaman elde edildi .lave olarak plazma ile modifiye edilmis anyon degistirici membranlar ile borun akısdegerinde bir artıs gözlenmistir. Bu durum anyon degistirici membranın yüzeymorfolojisinin degismesiyle açıklanabilir.Anahtar Kelimeler: Donnan Diyaliz, Anyon Degistirici Membran, BorUzaklastırılması.

Abstract:
The boron pollution in water is a serious problem and can occur due to both naturalreasons and human activity. Boron affects the reproductability of living organisms.The World Human Organization requires boron concentration in drinking water to bebelow 0,5 mg/L.In order to prevent the environmental problems from high concentration of boron inwaters, boron should be removed by an appropriate method.There are several physicochemical treatment processes typically used to removeboron from water and wastewater. The main process are coagulation precipitation,adsorption on oxides, ion exchange with basic exchangers, membrane filtration aftercomplexation, reverse osmosis, electrodialysis and donnan dialysis. Among themembrane processes, Donnan dialysis (DD) is of great importance for recovery orconcentrating of valuable metals in ionic form from the aqueous solution.In this study the applicability of the Donnan Dialysis method was investigated for theboron removal from aqueous solution by using commercial anion exchangemembranes. All of the membranes were also treated by Electron CyloctronResonance Plasma (ECR) for surface modification. The effect of the boron removalwas studied through plasma modified and unmodified anion exchange membranes.The changes in the surface morphology of both membranes were illustrated withSEM, AFM and Contact Angle, as well.Donnan dialysis experiments were carried out different parameters such as feedphase concentration and different valences ions from the data of the literature, theoptimum pH was chosen as 9,5. Under Donnan dialysis conditions, flux values (J)and recovery factor (RF) of boron were calculated and the highest J and RF valueswere obtained when the different valences ions were absent in feed phase.In addition, an increase of boron flux has been observed with plasma-modified anionexchange membranes. This situation can be explained with changing surfacemorphology of anion exchane membrane.Key Words: Donnan Dialysis, Anion Exchange Membrane, Boron Removal.