Çaldıran-Van diatomiti: Modifikasyonu ve fizikokimyasal özellikleri
Çaldıran-Van diatomite: Modification and physicochemical properties
Yazar: EDA GÖKIRMAK SÖĞÜT
Danışman: DOÇ. DR. NECLA ÇALIŞKAN KILIÇ
Yüzüncü Yıl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption

Özet:
Diatomit dünyada ve ülkemizde bol miktarda bulunmaktadır ve benzersiz fiziksel özelliklere sahiptir. Diatomit örneklerinin kimyasal analizleri, XRF, TG-DTA, XRD, FT-IR ve SEM ile incelenmiştir. Bu çalışma, diatomitin içeriğinde kuvars, kaolinit ve montmorillonit gibi değişken safsızlıklar olduğunu göstermiştir. Adsorbent olarak; diatomit, manganoksit-modifiye-diatomit (Mn-diatomit), ısıl işlem ile modifiye edilmiş diatomit (500 ⁰C-diatomit) ve organosilan-modifiye-diatomit (Si-diatomit) örnekleri kullanılarak farklı sıcaklıklarda Pb (ll), Cu  (II) ve Cd  (II) iyonlarının adsorpsiyonu çalışıldı. Denge izotermlerini açıklamak için Langmuir, Freundlich ve Dubinin-Radushkevich (D-R) doğrusal adsorpsiyon eşitlikleri kullanıldı. Adsorpsiyonun Langmuir izotermine uyduğu belirlenmiştir. Buna ek olarak, kinetik verileri belirlemek için yalancı-birinci dereceden, yalancı-ikinci dereceden ve partikül içi difüzyon modelleri kullanıldı. Deneysel veriler, adsorpsiyonun yalancı-ikinci dereceden kinetik modeline uyduğunu göstermiştir. Orjinal ve modifiye diatomit örnekleri için entalpi (ΔH⁰), Gibbs serbest enerji (ΔG⁰) ve entropi (ΔS⁰)  gibi termodinamik parametreler hesaplandı. Elde edilen veriler, örnekler üzerine Pb (ll), Cu  (II) ve Cd  (II) iyonu adsorpsiyonun fiziksel ve kendiliğinden olduğunu göstermiştir. Modifikasyon işleminden sonra diatomitin filtrasyon hızının arttığı gözlenmiştir. Ayrıca, pH = 4 çözelti ortamında metal iyonlarının adsorpsiyonunun daha yüksek olduğu belirlenmiştir.

Anahtar kelimeler: Diatomit, modifikasyon, adsorpsiyon ve filtrasyon

Abstract:
Diatomite is abundant in many areas of the world and has unique physical characteristics. Diatomite samples have been studied by chemical analysis metods such as XRF, TG-DTA, XRD, FT-IR and SEM. In this study were observed that the diatomite contents are variable impurities in the samples, such as quartz, kaolinite and montmorilonite. Diatomite, manganese-oxide-modified–diatomite (Mn–diatomite), thermal treatmented-diatomite (500 ⁰C-diatomite) and organosilane-modified-diatomite (Si-diatomite) were tested as adsorbents for Pb  (II), Cu  (II)  and Cd  (II) ions removal from water at different temperatures. The linear Langmuir, Freundlich and Dubinin–Radushkevich (D–R) adsorption equations were applied to describe the equilibrium isotherms. The adsorption of the these ions  on to the diatomite samples was found to obey the Langmuir adsorpsition isotherm model. In addition, the pseudo-first-order, pseudo-second-order and intraparticle diffusion models were used to determine the kinetic data. The experimental data were well fitted by the pseudo-second-order kinetic model. Thermodynamic parameters such as the enthalpy (ΔH⁰), Gibbs free energy (ΔG⁰) and entropy (ΔS⁰) were calculated for orginal and modified diatomites. These values showed that the adsorption of Pb  (II),  Cu  (II)  and Cd  (II) ions onto diatomite samples was controlled by a physical mechanism and occurred spontaneously. Diatomite filtration quality was improved after modification. Otherwise, this study showed a higher tendency for adsorbing metal ions from solution at pH 4.

Key words: Diatomite, modification, adsorption and filtration.