Karbonize mandalina kabuğu ve sıfır değerlikli nano demir içeren adsorbentlerin hazırlanması ve malahit yeşilinin adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Preparation of adsorbents containing carbonized mandarin peel and zero valent nano iron and investigation of adsorption characteristics of malachite green
Yazar: GİZEM MÜJDE YALVAÇ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHAR BAYRAK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Boyar maddeler aromatik yapıya sahip olduklarından kararlıdırlar ve bozunmaları zor olur. Bu yüzden, katyonik bir boya olan malahit yeşili (MY), farklı endüstriyel alanlarda oldukça fazla kullanılmaktadır. Boyar maddelerin uzaklaştırılması için kullanılan yöntemlerden birisi de adsorpsiyondur. Bu çalışmada, mandalina kabuğu ile üretilmiş olan iki farklı adsorbentle malahit yeşilinin (MY) uzaklaştırılması araştırılmıştır. Adsorpsiyon, karbonize mandalina kabuğu (KMK) ve karbonize mandalina kabuğu destekli sıfır değerlikli nano-demir (NZVI) adsorbentleri ile gerçekleştirilmiştir. FTIR, SEM, XRD, BET ve pHzpc (zero point of charge) ölçümü ile adsorbentlerin karakterizasyonu incelenmiştir. Adsorpsiyon parametreleri; adsorbent miktarı, karıştırma hızı, temas süresi, pH, başlangıç konsantrasyonu ve sıcaklık olarak belirlenmiştir. Adsorpsiyon deneylerinden elde edilen veriler yaygın olarak kullanılan izotermlere uygulanmıştır. En uygun izotermin Freundlich izotermi olduğu belirlenmiştir. Yalancı birinci derece, yalancı ikinci derece, Elovich ve partikül içi difüzyon modeli ile kinetik veri analizleri yapılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde, iki adsorbent için de yalancı ikinci derece kinetik modelin uygun olduğu belirlenmiştir. ΔG° (serbest enerji), ΔH° (entalpi değişimi) ve ΔS° (entropi değişimi) gibi termodinamik parametreler hesaplanmıştır. Malahit yeşilinin mandalina kabuğu ile üretilen her iki adsorbent üzerine adsorpsiyonu endotermik bulunmuştur. Mandalina kabuğu ile üretilen adsorbentlerin atık sulardan boyaların uzaklaştırılmasında kullanılabileceği kanaatine varılmıştır.

Abstract:
Since the dyestuffs have an aromatic structure, they are stable and difficult to degrade. Therefore, malachite green (MG) which is a cationic dye is used widely in different industrial areas. One of the methods used to remove these dyestuffs is adsorption. In this study, the removal of malachite green (MY) was investigated using two different adsorbents produced from mandarin peels. Adsorption was carried out with carbonized mandarin peel (CMP) and carbonized mandarin peel supported zero valent nano-iron (NZVI) adsorbents. Characterization of adsorbents was investigated by FTIR, SEM, BET, XRD, and pHzpc(zero point of charge) measurements. Adsorption parameters were determined as adsorbent dose, stirring speed, contact time, pH, initial concentration, and temperature. The data obtained from the adsorption experiments were applied to commonly used isotherms. The most appropriate isotherm was determined to be the Freundlich isotherm. Kinetic data analyzes were performed with pseudo first order, pseudo second order, Elovich and intra-particle diffusion model. When the results are examined, it is determined that a pseudo second-order kinetic model is suitable for both adsorbents. Different thermodynamic parameters such as ΔG° (free energy change), ΔH° (enthalpy change) and ΔS° (entropy change) were calculated. It was found that the adsorption of malachite green was endothermic. It has been considered that adsorbents obtained mandarin peels can be used to remove dyestuffs from waste water.