Çay özütü ortamından nanopartikül eldesi ve atıksudan katyonik boya gideriminin araştırılması
Investigation of nanoparticle obtaining from tea extract media and cationic dye removal from wastewater
Yazar: CANSU KELEŞ
Danışman: PROF. DR. ÜNSAL AÇIKEL ; PROF. DR. MELTEM SARIOĞLU CEBECİ
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Kinetik = Kinetics ; Metil violet = Methyl violet ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Yeşil sentez = Green synthesis ; İzotermler = Isotherms

Özet:
Bu çalışmada, yeşil sentez yöntemiyle çay özütü ile sentezlenen FeCl3 nanopartiküllerinin atıksularda yaygın olarak kullanılan katyonik boyarmadde olan metil violet 2B'nin gideriminde adsorbent olarak kullanılabilirliğini araştırılmıştır.
Çay özütü ile sentezlenen FeCl3 nanopartiküllerinin karakterizasyon analizleri SEM/EDX ve FTIR ile yapılmıştır.
Adsorbent dozu, pH, başlangıç boyarmadde konsantrasyonu parametreleri kesikli sistemde çalışılmış ve optimum koşullar belirlenmiştir. Deneysel sonuçlara göre en iyi adsorpsiyon verimi pH 4.5, adsorbent dozu 1 g/L ve başlangıç boyar madde konsantrasyonu 50 mg/L'de elde edilmiştir.
Farklı başlangıç boyarmadde konsantrasyonlarında ve sıcaklıklarında elde edilen denge verileri, Freundlich, Langmuir, Dubinin-Radushkevich ve Temkin ve adsorpsiyon izoterm denklemlerine uygulanmıştır. Deneysel sonuçlara göre adsorpsiyonun Langmuir izotermine daha iyi uyduğu belirlenmiştir. Langmuir izoterm denklemleri kullanılarak hesaplanan ayırma faktörü (RL), tüm sıcaklıklarda 0 ile 1 arasındadır ve ayrıca adsorpsiyonun izoterme uyduğunu gösterir.
Kinetik çalışmalar için, 50 mg/L'lik bir başlangıç boya konsantrasyonunda deneyler yapılmış ve adsorpsiyonun, yalancı ikinci derece kinetik modele uygun olduğu belirlenmiştir. Termodinamik çalışmalar için negatif ΔG değerleri (-5.703, -5.226, -5.148 kj/mol) adsorpsiyonun kendiliğinden ve uygulanabilir olduğunu gösterir. Negatif bir ΔH değeri (-13.898 kj/mol), adsorpsiyonun ekzotermik olduğu anlamına gelir.
Bu tez çalışması, çay özütü ile sentezlenen FeCl3 nanopartiküllerinin, metil violet 2B'nin sulu çözeltisinden uzaklaştırılmasında % 82 verimle etkili bir adsorbent olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
This study is to investigate the usability of FeCl3 nanoparticles synthesized with tea extract by green synthesis method as an adsorbent in the removal of methyl violet 2B, a widely used cationic dyestuff, from wastewater.
Characterization analyzes of FeCl3 nanoparticles synthesized with tea extract were performed with SEM/EDX and FTIR.
Adsorbent dose, pH, initial dyestuff concentration parameters were studied in batch system and optimum conditions were determined. According to the experimental results, the best adsorption efficiency was obtained at pH 4.5, adsorbent dose of 1 g/L and initial dyestuff concentration of 50 mg/L.
Equilibrium data obtained using different initial dyestuff concentrations and temperatures were applied to the Freundlich Langmuir, Dubinin-Radushkevich and Temkin and adsorption isotherm equations. The experimental results best fitted to the Langmuir isotherm. The separation factor (RL) calculated using the Langmuir isotherm equations is between 0 and 1 at all temperatures, also showing that adsorption fits the isotherm.
For kinetic studies, experiments were carried out at an initial dye concentration of 50 mg/L and it was found that the adsorption was in fiting the the pseudo second order kinetic model. For thermodynamic studies, negative ΔG values (-5.703, -5.226, -5.148 kj/mol) indicate that adsorption is spontaneous and feasible. A negative ΔH value (-13.898 kj/mol) means adsorption is exothermic.
It has been shown that FeCl3 nanoparticles synthesized with tea extract can be used as an effective adsorbent in the removal of methyl violet 2B from aqueous solutions 82% efficiency.