Sulu ortamdan ağır metal iyonlarının ve boyar maddelerin mikropolimerik malzemeler, kitin ve kitosan kullanılarak adsorpsiyon yöntemiyle giderilmesi
Removal of heavy metal ions and dyes from aqueous media with the adsorption method by using micropolymeric materials, chitin and chitosan
Yazar: BAŞAK GÖZE
Danışman: PROF. DR. YEŞİM SAĞ AÇIKEL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Ağır metal iyonları = Heavy metal ions ; Boyar maddeler = Dyestuffs ; Kitin = Chitin ; Kitosan = Chitosan

Özet:
Bu çalışmada, bakır(II) ve çinko(II) ağır metal iyonlarının ve asit mavisi 113, kristal viyole, metil kırmızısı boyar maddelerinin tek bileşenli ve ağır metal iyonu-boyar madde şeklinde iki bileşenli sistemlerin adsorpsiyonları kitin ve kitosan kullanılarak incelenmiştir. Sonuçlar adsorpsiyon ilk hızları, birim sorbent ağırlığı başına dengede adsorplanan madde miktarları ve adsorpsiyon verim değerleri cinsinden verilmiştir. Denge metal ve boyar madde gideriminin adsorpsiyon izoterm ve kinetik modellerine uyumları incelenerek adsorpsiyon parametrelerinin değerleri hesaplanmıştır. Ağır metal iyonu adsorpsiyonu çalışmalarında en yüksek adsorpsiyon verimine pH 5?de % 90.17 değeri ile 25 mg/l başlangıç derişiminde, bakır(II)?nin kitosana adsorpsiyonunda ulaşılmıştır. Boyar madde adsorpsiyonu çalışmalarında ise en yüksek verime 100 mg/l başlangıç boyar madde derişiminde % 92.3 değeri ile kristal viyolenin kitine adsorpsiyonunda ulaşılmıştır. Ayrıca ağır metal iyonu adsorpsiyonu çalışmalarından en yüksek adsorpsiyon veriminin elde edildiği bakır(II) iyonuyla mikropolimerik partiküller kullanılarak adsorpsiyon çalışmaları yapılmıştır. Bu çalışmalarda, GDMA-MAA, GDMA-AMPS, HPMA-CL ve TEA mikropolimerik partikülleri kullanılarak adsorpsiyonda sorbent miktarı ve pH?ın etkisi incelenmiştir. Bakır(II) iyonu ile boyar maddelerinin ikili sistem adsorpsiyonları çalışmalarında ise en yüksek toplam verime % 92.11 değeri ile bakır(II)-asit kırmızısı 113 ikili sisteminin kitosana adsorpsiyonunda ulaşılmıştır. Adsorpsiyon ortamında bakır(II) ve kristal viyolenin bir arada bulunması tekli sistemlere kıyasla bakır(II) için sinerjistik, kristal viyole için ise antogonistik bir etki oluşturmuştur. Bakır(II)-metil kırmızısı ikili sisteminin kitin ve kitosana adsorpsiyonunda ise metil kırmızısı için sinerjistik etki görülmüştür.

Abstract:
In this study, the adsorption of Cu(II) and Zn(II) heavy metal ions and acid blue 113, crystal violet, methyl red dyes in single systems and Cu(II) ion-dye stuffs in binary systems on chitin and chitosan was investigated. The results were given in terms of initial adsorption rates, amount of adsorbed material per unit weight of adsorbent at equilibrium and adsorption efficiency. The compliance of equilibrium removal of heavy metal and dye stuff to adsorption isotherms and kinetic models was investigated and the values of adsorption parameters were determined. In the heavy metal ion adsorption experiments, the highest adsorption efficiency value was achieved with the value of % 90.17 in the adsorption of copper(II) onto chitosan at pH 5 and 25 mg/l initial concentration. In the dye adsorption experiments the highest efficiency value was achieved in the adsorption of crystal violet onto chitin at 100 mg/l initial dye concentration with the value of % 92.3. The adsorption of Cu(II) ions in which the highest adsorption efficiency had been obtained was also investigated by using micropolymeric particules.   In these studies, the effects of adsorbent amount and pH onto adsorption were investigated by using GDMA-MAA, GDMA-AMPS, HPMA-CL and TEA micropolymeric particules. In the two component systems of copper(II) ion-dye stuffs, the highest total adsorption efficiency was achieved in the adsorption of copper(II)-acide blue 113 system onto chitosan with the value of %92.11. The existence of copper(II) and crystal violet together in the adsorption medium caused synergetic effect for copper(II) and caused antagonistic effect for crystal violet comparing with their one component system adsorptions. In the adsorption of two component system of copper(II)-methyl red onto chitin and chitosan, synergistic effect was observed for methyl red.