Kalsiyum bazlı doğal adsorbanlar ve doğal hidroksiapatit ile sulu çözeltilerden stronsiyum gideriminin incelenmesi
Investigation of adsorptive removal of sr(ii) ions from aqueous solutions by calcium-based sorbents and natural hydroxyapatite
Yazar: AYSUN BULUT
Danışman: PROF. DR. ŞULE AYTAŞ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Adsorbentler = Adsorbents ; Adsorpsiyon = Adsorption ; Biyomalzemeler = Biomaterials ; Biyosorbent = Biosorbent ; Biyosorpsiyon yöntemi = Biosorption method ; Hidroksiapatitler = Hydroxyapatites ; Stronsiyum = Strontium

Özet:
Bu tez çalışmasında, tavuk kemiği, deniz kabuğu (Donax trunculus) ve yumurta kabuğu gibi doğal malzemelerden çıkılarak kalsiyum bazlı adsorbanlar ve hidroksiapatit (Ca5(PO4)3OH) adsorbanları hazırlanmış ve bu adsorbanların sulu çözeltilerden Sr(II) iyonlarının giderimindeki etkinliği incelenmiştir. Hazırlanan adsorbanların yapısal karakteristiklerinin aydınlatılması için FT-IR, XRD, SEM ve SEM-EDX analizleri gerçekleştirilmiştir.Hazırlanan toz yapısındaki adsorbanlar ile sulu çözeltilerden Sr(II) iyonlarının giderimi için kesikli proses uygulanmıştır. Bu amaçla; temas süresi, V/m oranı, başlangıç Sr konsantrasyonu, başlangıç pH'si ve sıcaklık gibi önemli parametrelerde Sr(II) iyonlarının sulu çözeltilerden giderimi incelenmiş ve optimum koşullar belirlenmiştir. Elde edilen verilerden, adsorbanların Sr(II) giderimindeki kapasitesini belirlemek için % adsorpsiyon verimleri hesaplanmıştır. Bu değer, optimum koşullarda, tavuk kemiği bazlı adsorban (TK-HAp) için; % 39, deniz kabuğu bazlı adsorban (DK) için; % 59 ve yumurta kabuğu bazlı adsorban (YK) için; % 65 olarak bulunmuştur.Stronsiyumun doğal adsorbanlar üzerindeki adsorpsiyonunun, Langmuir, Freundlich ve Dubinin-Radushkevich (D-R) izotermlerine uygunluğu araştırılmış ve tavuk kemiği bazlı adsorban için bu üç izoterme uygunluk sağlanırken; deniz kabuğu ve yumurta kabuğu bazlı adsorbanların Freundlich ve D-R izotermlerine uyduğu saptanmıştır. Ayrıca tüm adsorbanlar için sıcaklığa bağlı termodinamik sabitler; ?G, ?S ve ?H hesaplanmıştır ve adsorpsiyonun tavuk kemiği bazlı adsorban için endotermik, diğer adsorbanlar için ekzotermik olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, calcium based sorbents and hydroxyapatite were prepared by using natural materials, such as, chicken bone, seashell (Donax trunculus) and eggshell. Effective removal of Sr(II) on these adsorbents from aqueous solutions was investigated. The structural characterizations of these adsorbents was carried out by FT-IR, XRD, SEM and SEM-EDX analyses.Batch process was applied for removal of Sr(II) ions from aqueous solutions via prepared powder adsorbents. For this purpose, the parameters, such as; contact time, V/m ratio, initial ion concentration, initial pH and temperature were investigated for Sr(II) removal from aqueous solutions and optimum conditions were determined. Adsorption efficiency was calculated from the obtained data in order to determine the capacity of adsorbents on Sr(II) ions removal. Under the optimized experimental conditions, adsorption efficiencies were 39% for chicken-bone (TK-HAp) based adsorbent, 59% for seashell (DK) based adsorbent and 65% for eggshell (YK) based adsorbent.Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich (D-R) models were applied to describe the adsorption isotherms of strontium by calcium based natural adsorbents. Chicken-bone based adsorbent was represented by these three models simultaneously. Seashell and eggshell based adsorbents were represented by Freundlich and D-R models. Additionally, temperature dependent thermodynamic constants, ?G, ?S and ?H were calculated for all adsorbents. According to these constants, adsorption was endothermic for chicken-bone based adsorbent while for the other adsorbents were exothermic.