Jeopolimerlerle sulu çözeltilerden Cr (VI) ve Cu (II) giderimi
Cr (VI) and Cu (II) removal from aqueous solutions with geopolymers
Yazar: ULVI AMIRJANOV
Danışman: PROF. DR. AYŞEGÜL AŞKIN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, endüstriyel atıkların NaOH ile aktifleştirilmesi sonucu elde edilmiş olan 4 farklı jeopolimerler ile (JMK, JUK, JFUK15 ve JFUK24) adsorpsiyon metodu kullanılarak sulu çözeltilerden Cr6+ ve Cu2+ ağır metal giderimleri incelenmiştir. Jeopolimer sentezinde F sınıfı uçucu kül ve metakaolin kullanılmıştır. Çalışmada üretilen jeopolimer malzemelerin kimyasal bileşiminin belirlenmesi amacıyla XRF analizleri, malzemelerin iç yapısında bulunan fazların belirlenmesi amacıyla XRD analizleri, mikro yapılarını belirlemek için SEM analizleri ve fonksiyonel bağ özelliklerini incelemek amacıyla da FTIR analizleri yapılmıştır.
Sulu çözeltilerden adsorpsiyon yöntemi ile ağır metal (Cr6+, Cu2+) giderim çalışmalarında laboratuvar ortamında hazırlanmış olan sentetik çözeltiler kullanılmış ve giderim çalışmaları kesikli sistem ile gerçekleştirilmiştir. Adsorpsiyon sistemine başlangıç pH (3-11), adsorban dozu (0,05-1,0 g/50 mL), başlangıç ağır metal derişimi (25-200 mg/L), sıcaklık (298-328 K) ve temas süresi (30-1440 dakika) gibi farklı parametrelerin etkisi incelenmiştir. Cr6+ ve Cu2+ adsorpsiyonunun Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Redushkevich izotermlerine uygunlukları belirlenmiş ve her iki ağır metal için adsorpsiyon kinetiği ve adsorpsiyon termodinamiği araştırılmıştır. 
Yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçlar seçilen endüstriyel atıkların NaOH ile aktivasyonu sonucunda elde edilen jeopolimerlerin diğer adsorbanlarla karşılaştırıldığında sulu çözeltilerden Cr6+ ve Cu2+ iyonunun uzaklaştırılmasında etkin, çevre dostu, uygun fiyatlı, kolay elde edilebilir, ekonomik ve alternatif bir  adsorban olabileceğini göstermiştir.

Abstract:
In this study, Cr6+ and Cu2+ heavy metal removals from aqueous solutions were investigated by using the adsorption method with 4 different geopolymers (JMK, JUK, JFUK15, and JFUK24) obtained by activating industrial wastes with NaOH. Class F - fly ash and metakaolin were used in the synthesis of geopolymers. XRF analyses were used to determine the chemical composition of the geopolymer materials produced in the study, XRD analyses to determine the phases in the internal structure of the materials, SEM analyses to determine their microstructures, and FTIR analyses to examine the functional bond properties.
In the removal of heavy metals (Cr6+, Cu2+) from aqueous solutions by adsorption method, synthetic solutions prepared in the laboratory were used and the removal studies were carried out with a batch system. The effect of different parameters such as initial pH (3-11), adsorbent dose (0,05-1,0 g/50 mL), initial heavy metal concentration (25-200 mg/L), temperature (298-328 K), and contact time (30-1440 minutes) were investigated. The compatibility of Cr6+ and Cu2+ adsorption with Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Redushkevich isotherms were determined and adsorption kinetics and adsorption thermodynamics were investigated for both heavy metals.
The results obtained from the studies showed that the geopolymers obtained as a result of the activation of selected industrial wastes with NaOH can be an effective, environmentally friendly, affordable, easily available, economical and alternative adsorbent in removing Cr6+ and Cu2+ ions from aqueous solutions compared to other adsorbents.