Çeşitli biyosorbentlerle sulu çözeltilerinden ağır metal(Cr+6) ve boyar madde (metilen mavisi) gideriminin incelenmesi
Investigation of removal of heavy metal(Cr+6) and dye (methylene blue) from their aqueous solutions by various biosorbents
Yazar: ESRA ÖZKAN
Danışman: PROF. DR. AHMET GÜRSES
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada Ulothrix sp., Hypnum cupressiforme ve Psedeuvernia furforcea biyosorbentleri kullanılarak, atıksulardan metilen mavisi boyar maddesi ve Cr+6 iyonunun biyosorpsiyon yöntemiyle giderimi amaçlanmıştır. Çalışmada; süre, başlangıç sorbat konsantrasyonu, sıcaklık, katı/sıvı oranı, karıştırma hızı ve pH'ın metilen mavisi ve Cr+6 biyosorpsiyon kapasitesi üzerine etkisi incelenmiş ve elde edilen veriler Langmuir, Freundlich, BET, Temkin, Redlich-Peterson, Henderson, Smith, Halsey, Harkins-Jura, Sips izoterm modellerine ve Pseudo first-order, Psedeu second-order, İntrapartiküler difüzyon, Elovich kinetik modellerine uygulanarak biyosorpsiyon mekanizması aydınlatılmaya çalışılmıştır. Her bir sorbent için proses öncesi ve sonrasında FTIR analizleri yapılarak belirlenen sorpsiyon mekanizması desteklenilmeye çalışılmıştır. Ayrıca deneysel parametrelerin optimizasyonu MINITAB 15 paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.Deneysel çalışmalar sonucunda metilen mavisi sorpsiyonunda Ulothrix sp. için 60dak., Hypnum cupressiforme için 240dak. ve Psedeuvernia furforecea için 480dak.; Cr+6 sorpsiyonunda ise Ulothrix sp. için 840dak., Hypnum cupressiforme için 1440dak. ve Psedeuvernia furforecea için 480dak. dengeye erişim süresi olarak belirlenmiştir. Sorpsiyon verim ve etkinliği tüm sorbentler için artan başlangıç sorbat konsantrasyonuyla arttığ görülmüştür. Sorpsiyon verilerinin her üç biyosorent için de Freundlich izoterm modeli ve Psedeu second order kinetik modeliyle uyumlu olduğu görülmüştür. FTIR analizleri spektum analizleri ve diğer sonuçlar sorbat iyonlarıyla sorbent partikülleri arasındaki etkileşmelerin ağırlıklı olarak fiziksel karakterde olduğunu göstermektedir.

Abstract:
This study addressed removal of methylene blue and Cr6+ from their queous solutions by using dried Ulothrix sp., Hypnum cuppressiforme and Psedeuvernia furforecea biomasses as biosorbents by biosorption. In the study; it was investigated the effects of the contact time, initial sorbate concentration, temperature, solid/liquid ratio, mixing speed, and pH on biosorption yield and effectiveness of both methylene blue and Cr 6+ and biosorption mechanism tried to be illuminated by investigating compliance of adsorption data with isotherm models as Langmuir, Freundlich, BET, Temkin, Redlich-Peterson, Henderson, Smith, Halsey, Harkins-Jura, Sips and kinetic models as Pseudo first-order, Pseudo second-order, intraparticular diffussion, Elovich. The sorption mechanisms suggested were supported by performing FT-IR analysis before and after biosorption for each biosorbent. In addition, optimization of experimental parameters was carried out by using MINITAB 15 software.From experimental studies, it was found that times reaching adsorption equilibrium for Ulothrix sp., Hypnum cuppressiforme and Psedeuvernia furforecea in the case of methylene blue were 60, 240 and 480 mins, respectively. In the case of Cr6+, the times for all of three samples also determined as 840, 1440 and 480 mins, respectively. It was observed that as the initial concentrations of dye and ion were increased, the biosorption yield and effectiveness in the case of all sorbents increased. Isotherm and kinetic model studies show that experimental data fit very well to both Langmuir model and Freundlich equation and to pseudo second-order kinetic model for all sorbents. The comparision of FT-IR spectrums for fresh and treated samples and the other results indicate that the predominant interaction mechanisms at sorption is physical in nature.