Atık sulardan kurşun(II) ve bakır(II) iyonlarının yumurta kabuğu ile uzaklaştırılması ve optimum koşulların belirlenmesi
Lead(II) and copper(II) remove from aqueous solution by adsorption onto egshells and to determine optimum conditions
Yazar: BURCU FIRAT
Danışman: PROF. DR. H. CANAN CABBAR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Ağır metaller = Heavy metals ; Yumurta kabuğu = Egg shell

Özet:
Hızla büyüyen dünyamızda endüstriyel gelişime bağlı olarak meydanagelen çevre sorunları gün geçtikçe önlenemez bir hale gelmiştir.Endüstrilerin çeşitli proseslerinde metal ve kimyasal kullanımınınartmasıyla ağır metallerin oluşturduğu kirlilik, yeni arıtım teknikleri vemaliyeti az olan, kolay bulunur adsorban arayışlarını arttırmaktadır.Bu çalışmada, atık sularda çok miktarda bulunan Pb(II) ve Cu(II)iyonlarının yumurta kabuğu (YK) üzerinden adsorpsiyonununuygulanabilirliği araştırılmıştır. Yumurta kabuğunun yüzey özellikleri,gözenek boyut cihazı ve yüzey fotoğraflarıyla incelenmiştir. Gözenekyapısının gelişmiş olmadığı saptanan yumurta kabuğunun, kimyasalbileşiminin büyük oranda kalsiyum karbonattan oluştuğu FTIRspektrofotometresi ile belirlenmiştir.Kesikli sistem kullanılarak gerçekleştirilen adsorpsiyon deneylerindePb(II) ve Cu(II) iyonlarının adsorpsiyon davranışları önce parametrikincelenmiştir. Dengeye gelme süresi belirlendikten sonra her birparametre değişimi diğer parametrelerin sabit, tek parametrenindeğişimi yapılarak bulunmuştur. Ayrıca başlangıç konsantrasyonudeğiştirilerek her bir iyonun izotermleri belirlenmiştir. Her iki iyonundaFreundlich izotermi ile uyum içinde olduğu gözlenmiştir. Cevap-yüzeymetodu yaklaşımı ile adsorpsiyon prosesine etkisi olan üç önemlideğişken, pH, adsorban dozajı (g adsorban/0,05L metal çözeltisi,60ppm) ve sıcaklık (0C), bağımsız değişkenler olarak seçilmiştir.İstatistiksel ikinci dereceden çok terimli denklem kullanılarakparametrelerinin etkisi Box-Wilson deneysel tasarım metoduna göremaksimizasyonu yapılmıştır. Pb(II) ve Cu(II) için maksimum adsorplamamiktarlarının 2,87 mg metal iyonu/g YK ve 2,26 mg metal iyonu/g YKolarak bulunduğu durumda, başlangıç konsantrasyonu, pH ve sıcaklıkdeğerlerinin sırasıyla 1 g/ 0,05 L kurşun(II) metal çözeltisi, 6, ve 20 0C; 1g/0,05 L bakır(II) metal çözeltisi, 10 ve 18,5 0C 1 g/0,05L metal çözeltisiolduğu belirlenmiştir.

Abstract:
It was determined that according to industrial development,environmental problems hard to stop day by day. Increasing of heavymetal ration at different kinds of indusrial facilities as metal andchemical using cause to search new treatment technic, cheap andaccessible materials.The purpose of this study is to investigate feasibility of lead (II) andcopper (II) adsorption on eggshells from aqueous solution. The surfacemorphology of eggshell was observed with a scanning electronmicroscopy (SEM) and the pore size distribution (PSD). It wasdetermined that eggshell, pore structure is not effective, has formedhigh calsium carbonate ratio according to FT-IR spectrophotometermeasurement.Batch mode adsorption experiments were carried out to assess theadsorption behavior of lead (II) and copper (II) in aqueous solution as tobe parametric. After determined the retantial time, one of the parameterchanging was fixed when others are constant. Besides, initialconsantrations were changed to find each ions? isotherms. Both of theions were suitable with Freundlich isotherm. The influence of threeprocessvariables, namely, adsorbent dosage (g adsorbent per 0,05 Lmetal solution), solution pH, and temperature, on the removal of lead (II)and copper (II) were also examined, using a response surfacemethodological (RSM) approach. The Box-Wilson model was used formaximized and a statistically second-order polynomial equation wasfitted to the model exhibiting a response-variable relationship. Theoptimum conditions for maximum adsorption of lead (II) were found tobe as follows: adsorbent concentration of 1 g per 0,05 L of metalsolution, pH 6,0, and temperature of 20 C. Maximum adsorptioncapacity of copper (II) and lead (II) were found to be as 2,87 mg lead(II)/g and 2,26 mg copper (II)/g of adsorbent. The optimum conditionsare determined as following; adsorbent concentration of 1,0 g per 0,05L of metal solution, pH 10,0, and temperature of 18,5 C.