Peganum harmala l. ve kitosan biyokompoziti kullanılarak sulu çözeltilerden cu(ıı) ve metilen mavisi boyar maddesinin giderimi
Cu(ii) and methylene blue dyestuff removal from aqueous solutions by using peganum harmala l. and chitosan biocomposite
Yazar: ABDALLA ALJAWHAR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FERDA ÖZMAL
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Günümüzde çevreyi tehdit eden en büyük sorunlardan biri atıksuların ağır metaller ve boyar maddeler ile kirlenmesidir. Bu çalışmada, Peganum harmala L. ve kitosan (PHLC) biyokompozitinin biyosorpsiyon verimliliği ve kabiliyeti, kesikli bir sistemde sulu ortamdan bakır(II) metali ve metilen mavisi (MB) boyar maddesini gidermek için incelenmiştir. pH, sıcaklık, biyosorbent miktarı, başlangıç Cu(II) ve MB konsantrasyonu ve temas süresinin biyosorpsiyon prosesi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Optimum pH, Cu(II) biyosorpsiyonu  için 5 olarak bulunurken,  MB için pH 10 olarak tespit edilmiştir. Elde edilen optimum pH değerlerinde, biyokütle miktarının biyosorpsiyon üzerindeki etkisi incelenmiş ve Cu(II) için 10 g/L ve MB için 4 g/L, en yüksek giderimin sağlandığı miktarlar olarak tespit edilmiştir. Cu(II) için 60 dakika, MB için 30 dakika temas sürelerinde dengeye ulaşılmıştır. Biyosorpsiyon mekanizmasını açıklamak için Langmuir, Freundlich ve Dubinin-Radushkevich (D-R) izoterm modelleri kullanılmış, biyokompozitin hem Cu(II) hem de MB biyosorpsiyonunun en iyi Langmuir modeline uyduğu bulunmuştur. Cu(II) ve MB için maksimum biyosorpsiyon kapasitesi 45 °C de sırasıyla 16,428 mg/g ve 58,139 mg/g olarak tespit edilmiştir. Yalancı birinci dereceden kinetik, yalancı ikinci dereceden kinetik ve tanecik içi difüzyon modelleri incelenmiş; deneysel verilerin yalancı ikinci dereceden kinetik modele daha iyi uyum sağladığı gözlenmiştir. Diğer birçok iyonun varlığında PHLC'nin biyosorpsiyon yeteneğini görmek için, bir atıksu örneği hazırlanmış ve sonuçlar sentetik çözeltilerden elde edilen sonuçlarla kıyaslanarak biyokompozitin gerçek ortamlardaki kullanılabilirliği tartışılmıştır.

Abstract:
One of the biggest problem of today threatening the environment is the pollution of wastewater with heavy metals and dyestuffs. In this study, the biosorption efficiency and ability of Peganum harmala L. and chitosan (PHLC) biocomposite were investigated to remove copper(II) metal and methylene blue (MB) dyestuff from aqueous media in a batch system. The effects of pH, temperature, biosorbent amount, initial Cu(II) and MB concentration and contact time on the biosorption process were investigated. While the optimum pH was found to be 5 for Cu(II) biosorption, it  was 10 for MB. At the optimum pH values obtained, the effect of biosorbent amount on the biosorption was investigated and 10 g/L for Cu(II) and 4 g/L for MB were determined respectively as the highest removal rates. Equilibrium was reached at the contact times of 60 minutes for Cu(II) and 30 minutes for MB. Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich (D-R) isotherm models were used to explain the biosorption mechanism, and it was found that both Cu(II) and MB biosorption of the biocomposite best fitted to the Langmuir model. The maximum biosorption capacity for Cu(II) and MB was determined as 16,428 mg/g and 58,139 mg/g at 45 °C, respectively. Pseudo-first-order kinetic, pseudo-second-order kinetic and intraparticle diffusion models were examined; it was observed that the experimental data conformed the pseudo-second-order kinetic model better. In order to see the biosorption ability of PHLC in the presence of many other ions, a wastewater sample was prepared and the results were compared with the results obtained from synthetic solutions and the usability of the biocomposite in real environments was discussed.