Biyokompozit malzeme geliştirilmesi ve tekstil boyaları gideriminde uygulaması
The development of biocomposite material and the application of it for textile dyes remediation
Yazar: AYSUN ÇELİK
Danışman: PROF. DR. NURDAN SARAÇOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Bölümü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Reaktif boyalar = Reactive dyes

Özet:
Son yıllarda malzeme bilimindeki gelişmeler, çok işlevli yeni malzemelerin geliştirilmesine olanak sağlamıştır. Bu malzemelerden biri olan biyoser malzemeler, inorganik-biyoorganik nanokompozit malzemelerdir. Yapay organ üretimi, nanomalzeme geliştirilmesi gibi kullanım alanlarına sahip olan biyoser malzemelerin önemli uygulama alanlarından birisi de atıksu arıtımıdır. Çevreye zarar veren önemli endüstriyel atıklardan olan tekstil boyalarının giderimi için kullanılan fiziksel, kimyasal ve biyolojik arıtım yöntemlerine alternatif olarak bu çalışmada, inorganik yapı içine biyobileşen tutuklanarak elde edilen biyoser malzemenin kullanılabilirliği incelenmiştir.Çalışmada, sol-jel yöntemiyle nanasol olarak ifade edilen TEOS silika yapı içine Saccharommyces cerevisae maya kültür ve sporu tutuklanarak biyoser malzeme üretilmiştir. Hazırlanan biyoser nalzemelerin XRD analizi ile kristal yapısı, SEManalizi ile yüzey yapısı incelenmiş; Floresan mikroskobu ile hücre canlılık tayini, azot adsorpsiyonu ve civa porozimetre analizleri ile yüzey alanı ve gözenekliliği belirlenmiştir. Daha sonra kuru nanasol ve biyoser e malzemelerin Reaktif Oranj 16, Reaktif Yellow 176 ve Reaktif Blue 21 gibi reaktif tekstil boyalarını kesikli ve sürekli şartlarda adsorpsiyonu incelenmiştir. Sıcaklık, pH, boya ve adsorplayıcı katı derişimleri gibi parametrelerin adsorpsiyona etkileri araşturılmıştır.Biyoser malzemelerin karakterizasyon çalışmasında, malzemelerin amorf yapıda oldukları, mezo ve makro gözeneklere sahip oldukları, yüzey alanlarının 35-700 m2/g arasında değiştiği, hücre ve sporların yüzey yapısı içine ve makro gözeneklere yerleştiği, -20°C'de 60 günlük depolama sonucunda dahi canlılıklarını korudukları ve çoğalmaya devam ettkleri belirlenmiştir.Biyoser malzemelerin kesikli adsorpsiyon çalışmalarında, pH, sıcaklık ve adsorplayıcı katı derişimi arttıkça, adsorpladığı boya miktarının azaldığı, boya derişimi arttıkça arttığı gözlenmiştir. Sürekli adsorpsiyon çalışmalarında, S. crevisae içeren biyoser malzemelerin adsorplama reaktif boyalar için daha güçlü adsorplayıcı oldukları ve Reaktif Yellow 176 isimli boyanın giderilme miktarının en yüksek olduğu belirlenmiştir.Bilim Kodu: 912.1 . 081Anahtar Kelimeler: Sol-jel, biyoser, reaktif boyaSayfa Adedi: 230Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Nurdan Saraçoğlu

Abstract:
In the recent years, the development im material scince have provided new materials which has multiple functions. Biocer materials, that is one of this materials, are inorganic-bioorganic nanocomposite materials. One of the important applications of biocers, which use in artificial organ production and nanomaterial development , is wastewater biotreatment. Textile dyes are one important industrial wastes which is harmful to enviroment. Physical, chemical and biological treatment methods are unable to remediation of textile dyes. As alternative method, in this study, biocer materials are developped by immobilization biological structure inside ceramic materials.In this study, biocer material is synthesized by immobilization of S.cerevisae yeast culture and spors inside ceramic structure, which is defined as nanasol with sol-gel method. It is determined surface structure of biocers and dry nanasol with SEM analyze, their crystal patterns with XRD analyze, surface area and porosity with nitrogen gas adsorption and mercury porosimeter analyzes and cell viability with Floresan microscope for prepared biocer materials and dry nanosol. It is investigated in adsorption of biocers for reactive dyes as Reactive Orange 16, Reactive Blue 21 and Reactive Yellow 176.As a result of characterization study of dry nanasol, and biocers, it is determined that they are amorf, have surface area 35-700 m2/g and micro-meso and macro porosities. It is observed that S. cerevisae cells and spores are embedded inside macro porosities and silica matrix interlayers and their viability keep and they germinate during the storage by 60 days at -20°C temperature.As a result of batch adsorption study of reactive dyes, it is determined that adsorption capacity of biocers and dry nanasol are increase as initial dye concentration is increased and are decreased as pH, temperature of dyes and adsorbent concentration.As a result of continous adsorption study of reactive dyes, biocer with S. cerevisae spores, are the most excellent adsorbent for reactive dyes and the remediation of Reactive Yellow 176 is the most highets.Science Code: 912.1 .081Key Words: sol-gel, biocers, reactive dyesPage Number: 230Adviser: Prof. Dr. Nurdan SARAÇOĞLU