Kalsiyum peroksit sentezi karakterizasyonu ve adsorpsiyon etkinliklerinin incelenmesi
Calcium peroxide synthesis characterization and investigation of adsorption efficiencies
Yazar: TUBA DEDECAN
Danışman: PROF. DR. İSMAİL İNCİ ; DOÇ. DR. NİLAY BAYLAN GÜLSOY
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorbentler = Adsorbents ; Adsorpsiyon = Adsorption ; Adsorpsiyon kinetiği = Adsorption kinetic ; Nanopartiküller = Nanoparticles

Özet:
Nanoteknoloji alanındaki gelişmeler ve artan çalışmalar, nanometre düzeyinde çeşitli malzemelerin üretimlerine olanak sağlamaktadır. Nano boyutlarda üretilen malzemelerin yüksek yüzey alanları ve reaktiviteleri sayesinde adsorban olarak kullanımları oldukça elverişlidir. Son yıllarda ise, metal oksit ve metal peroksit gibi nanomalzemelerin adsorban olarak kullanımı, arzu edilen adsorpsiyon özelliklerini karşılaması nedeniyle büyük ilgi çekmektedir. Bu çalışmada, metal peroksit olarak kalsiyum peroksitin (CaO2) çeşitli karboksilik asitlerin ayrılmasında adsorban olarak kullanımı araştırılmıştır. Bu amaçla, öncelikle CaO2 partikülleri ekonomik bir yöntemle sentezlenmiş olup, sentezlenen partiküllerin çeşitli analizlerle (SEM, FTIR, XRD ve BET) karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Karakterizasyon sonucu CaO2 nanopartiküllerin ortalama tanecik çapı 34,77 nm ve yüzey alanı 13,57 m2/g olarak bulunmuştur. Daha sonra, sentezlenen CaO2 nanopartikülleri karboksilik asitlerin (malik asit, tartarik asit, laktik asit ve sitrik asit) sulu çözeltilerinden adsorpsiyon yöntemi ile ayrılmasında incelenmiştir. Başlangıç asit konsantrasyonunun, adsorban dozajının, temas süresinin ve sıcaklığın CaO2 nanopartiküllerinin ayırma etkinlikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Adsorpsiyon kapasitesinin başlangıç asit konsantrasyonu ile arttığını, adsorban dozajı ve sıcaklıkla azaldığı gözlenmiştir. Ayrıca adsorpsiyon sürecinin aydınlatılması için denge, kinetik ve termodinamik çalışmaları yapılmıştır. Böylece, bu tez çalışmadan elde edilen sonuçlar, sentezlenen CaO2 nanoparçacıklarının karboksilik asitlerin sulu çözeltiden ayrılmasında etkili bir adsorban olarak kullanılabileceğini göstermektedir.

Abstract:
The developments and increasing studies in the field of nanotechnology allow the production of various materials at the nanometer level. Owing to the high surface areas and reactivity of the materials produced in nano sizes, their use as an adsorbent is very convenient. In recent years, the use of nanomaterials such as metal oxide and metal peroxide as adsorbent has attracted great interest due to having the desired adsorption properties. In this study, the use of calcium peroxide (CaO2), is kind of metal peroxide as an adsorbent in the separation of various carboxylic acids was investigated. For this purpose, firstly, CaO2 particles were synthesized with an economical method, and the synthesized particles were characterized by various techniques (SEM, FTIR, XRD, and BET analyzes). As a result of the characterization, the average particle diameter and surface area of the CaO2 nanoparticles were found to be 34.77 nm and 13.57 m2/g. After that, the synthesized CaO2 nanoparticles were investigated in the separation of carboxylic acids (malic acid, tartaric acid, lactic acid and citric acid) from their aqueous solutions by adsorption method. The effects of initial acid concentration, adsorbent dosage, contact time and temperature on the separation efficiency of CaO2 nanoparticles were investigated. It was observed that the adsorption capacity increased with the initial acid concentration and decreased with the adsorbent dosage and temperature. In addition, equilibrium, kinetic and thermodynamic studies were carried out to elucidate the adsorption process. Thus, the results obtained from this thesis study show that the synthesized CaO2 nanoparticles can be used as an effective adsorbent in the separation of carboxylic acids from aqueous solution.