Çay atığından üretilen aktif karbon ile sulu çözeltilerinden ağır metallerin giderimi
Removal of heavy metals from aqueous solutions by activated carbon prepared from waste tea
Yazar: TAYFUN DENİZ
Danışman: DOÇ. DR. EMİNE YAĞMUR
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Ağır metal giderimi = Heavy metal removal ; Ağır metal kirliliği = Heavy metal pollution ; Ağır metaller = Heavy metals ; Sulu çözeltiler = Aqueous solutions

Özet:
Bu tez çalışmasında amaç; çay fabrikası atıklarından mikrodalga ön işlemli fosforik asit aktivasyonu ile aktif karbon üretmek ve üretilen aktif karbonun sulu çözeltide bulunan nikel, bakır, krom ve kurşun ağır metallerini giderim kapasitesini incelemektir. Karşılaştırma amacı ile su ile yıkama yapılmış çay fabrikası atığı da adsorbent olarak kullanılmıştır.  
Çalışmanın birinci aşamasında çay fabrikası atığı fosforik asit ile karıştırılmış, mikrodalga önişleminin ardından yüksek sıcaklık fırınında karbonize edilmiştir. Üretilen aktif karbonun karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. İşlem görmemiş çay atığı ise sadece saf su ile yıkanmıştır. Üretilen aktif karbonun yüzey alanı 1387 m2/g olarak ölçülmüş ve mezo gözenekli yapının baskın olduğu belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında ise hazırlanan adsorbentler ile sulu çözeltiden nikel, bakır, krom ve kurşun ağır metallerinin giderim kapasiteleri incelenmiştir. Adsorbent ve ağır metallerin temas süreleri belirlenmiştir. Adsorbent miktarı ve ağır metal derişimlerinin adsorpsiyona etkisi incelenmiştir. Her bir ağır metal adsorpsiyonunun Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izotermlerinden hangisine uyduğu tespit edilmiştir.
Sonuç olarak; sadece su ile yıkanmış olan çay fabrikası atıklarının sulu çözeltiden kurşun, çay atığından üretilen aktif karbonun ise nikel ve krom giderimin de daha başarılı olduğu tespit edilmiştir. Bakırda ise her iki adsorbentin birbirine yakın adsorpsiyon kapasitesine sahip olduğu tespit edilmiştir. Nikel ve bakır adsorpsiyon verilerinin Langmuir izoterm modeline, kurşun ve kromun adsorpsiyon verilerinin ise Freundlich izoterm modeline uyduğu belirlenmiştir.

Abstract:
The aim of this thesis is produce activated carbon from waste of tea factory by phosphoric acid activation with microwave pretreatment process and the adsorption capacity of produced activate carbon is to examine the removal of nickel, copper, chrome and lead from an aqueous solution. Waste of tea factory, which is washed with distilled water, were used for comparison with the produced activated carbon.

First step of study, waste of tea factory was mixed with phosphoric acid. After microwave pretreatment process it was carbonized in high temperature furnace. Produced activated carbon was characterized. Original waste tea was washed with only distilled water. Surface area of activated carbon was measured 1387 m2/g and meso pore structure was determined as dominant. Second step of study, the adsorption capacity of adsorbents prepared from tea waste were investigated for the removal of nickel, copper, chrome and lead from aqueous solution. Contact time of adsorbent and heavy metals were determined. Effect of amount of adsorbents and heavy metals concentrations on the adsorption were investigated. Adsorption isotherms of each heavy metal were determined, compared to Langmuir and Freundlich equation.

As conclusions, waste of tea factory, was washed with only water, which is successful to adsorption of lead from aqueous solution. Active carbon, produced from tea waste, which is successful to adsorption of nickel and chrome. Adsorption capacity of both adsorbents were determined same for copper. Adsorption data of nickel and copper was ascertained suitable to Langmuir isotherm model. Adsorption data of lead and chrome were fitted to Freundlich isotherm model.