Karbonize edilmiş endüstriyel proses atıklarından bilyalı öğütme yoluyla elde edilen yeni bir kompozit
A novel composite derivated from carbonized industrial process waste by ball milling
Yazar: HAMZA ÖZKARAASLAN
Danışman: PROF. DR. DENİZ BİNGÖL
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, alıç sirkesi posası ve mermer tozu gibi endüstriyel atıkların karbonize formları kullanılarak kolay bilyalı öğütme yöntemi ile hazırlanan yeni, uygun maliyetli ve çift fonksiyonlu bir kompozitin (cHWP/cMWP), adsorban olarak sulu ortamlardan Remazol Brillant Blue R (RBBR) ve Hg(II) gideriminde kullanım potansiyeli araştırıldı. Deneysel faktörlerin adsorpsiyon üzerindeki etkisini tanımlamak ve işlem koşullarını optimize etmek için yanıt yüzey yöntemi (Response Surface Methodology, RSM) uygulandı. Optimum koşullarda, her iki adsorpsiyon işlemi için %95'in üzerinde giderim verimleri elde edildi. Adsorpsiyonun doğasını ve adsorpsiyon hız kontrol basamağını belirlemek için adsorpsiyon verileri, kinetik ve termodinamik özellikler bakımından değerlendirildi. Ek olarak, izoterm çalışmaları
yapıldı. Termodinamik değerlendirmeler, her iki adsorpsiyon işleminin de endotermik, kendiliğinden ve artan bir entropiye sahip olduğunu gösterdi. Ayrıca, işlemlerin hız sınırlayıcı adımı, yalancı ikinci derece kinetik model ile tanımlandı. Her iki adsorpsiyon dengesi için en uygun olan Langmuir modeli, adsorpsiyon işlemlerinin tek tabakalı homojen yüzeylerde gerçekleştiğini gösterdi. Buna ilaveten, adsorpsiyon mekanizmasının açıklanabilmesi için hazırlanan kompozitin adsorpsiyon öncesi ve sonrası yüzey morfolojisinde meydana gelen değişimler Brunauer-Emmett-
Teller (BET), taramalı elektron mikroskobu (SEM), Fourier dönüşümü kızılötesi spektrofotometre (FTIR) ve X-Işını Difraktometresi (XRD) kullanılarak belirlendi. Elde edilen sonuçlar, cHWP/cMWP kompozitinin adsorpsiyon yapabilen fonksiyonel yapılara ve aktif yüzeylere ek olarak iyi gelişmiş bir gözeneklilik ve yüksek yüzey alanına sahip olduğunu gösterdi.

Abstract:
In this study, the usability potential of composite (cHWP/cMWP) as a novel, cost-effective and dual function adsorbent, prepared by easy ball milling method using carbonized forms of industrial wastes such as hawthorn pulp and marble powder was investigated to remove of Remazol Brillant Blue R (RBBR) and Hg(II) from aqueous
environments. Response Surface Methodology (RSM) was applied to define the effect of variables on adsorption and to optimize process conditions. In optimum conditions, removal efficiencies were obtained over 95% for both adsorption processes. In order to determine the nature of the adsorption and adsorption rate control step, the adsorption data were evaluated in terms of kinetic and thermodynamic properties. In addition, isotherm studies were done. Thermodynamic evaluations indicated that both adsorption processes were endothermic, spontaneous, and have increasing entropy. Also, the rate-limiting step of the processes was defined by the pseudo-second-order kinetic model. Langmuir model was the most appropriate for both adsorption equilibria indicated that the adsorption processes occurred in single-layer homogeneous surfaces. In addition to this, in order to explain the adsorption mechanism, the changes in the surface morphology of the prepared composite before and after adsorption were determined using Brunauer- Emmett-Teller (BET), scanning electron microscope (SEM), Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR) and X-Ray Diffractometer (XRD). The results obtained showed that the cHWP/cMWP composite has a well-developed porosity and high surface area in addition to functional structures and active surfaces capable
of adsorption.