Modifiye edilmiş lignoselülozikler ile ağır metal adsorpsiyonu
Adsorption of heavy metals by modified lignocellulosics
Yazar: MUSTAFA KARABOYACI
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA CENGİZ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Adsorbentler = Adsorbents ; Ağır metal iyonları = Heavy metal ions ; Kurşun = Lead ; Lignoselüloz = Lignocellulose

Özet:
Bu tez kapsamında, teknolojik ve ticari açıdan değersiz olarak görülen ve çevrede hoş olmayan görüntülere yol açan lignoselülozik maddeler kullanılarak, insan sağlığı ve ekolojik açıdan büyük tehlike arz eden ağır metallerin adsorpsiyonla atık sulardan uzaklaştırılması amaçlanmıştır. Bu nedenle herhangi bir işe yaramaz gibi görünen doğal lignoselülozikleri (ayçiçeği sapı, haş haş sapı) yine insan sağlığı ve ekolojik açıdan risk oluşturan ve günlük hayatımıza fazlasıyla girmiş polimerik atıklar ile (poli etilen terafitalat, PET, poli akrilonitril, PAN gibi) modifiye edilerek yüksek adsorpsiyon yeteneğine sahip maddeler elde edilmiştir.Bu çalışmada PAN ve PET polimerleri sırasıyla ayçiçeği sapının ve haşhaş sapını modifiksyonda kullanıldı. PAN günlük hayatımız da iplik ve kumaş olarak bolca kullandığımız bir maddedir. Elde ettiğimiz PAN ile modifiye edilmiş ve nitril grupları amidoksime dönüştürülmüş ayçiçeği sapı ile atık sulardan Co ve Pb adsorpsiyonunda önemli artış sağladık. PAN modifiye polimer amonyum persulfat radikal başlatıcı olarak kullanılarak radikalik katılma reaksiyonu ile elde edildi. Amidoksim dönüşümü için alkali ortamda hidroksiamin ile muamele edildi. PET modifiye polimer de yine persülfat radikal başlatıcısı olarak kullanılarak radikalik katılma reaksiyonu ve trans ester değişimi yöntemleri ile elde edildi.Elde edilen yeni adsorbanların optimum zaman, pH sıcaklık ve dozaj miktarları çalışıldı. Ayrıca modifiye edilmiş ve edilmemiş lignoselüloziklerin performansları karşılaştırıldı. Elde edilen verilerden adsorpsiyon kinetikleri ve Langmuir, Freundlich izotermleri hesaplandı. Polimerizasyon mekanizması FTIR ile adsorpsiyon sonrası metal konsantrasyonları ise ICP ile analiz edildi.

Abstract:
The aim of this study is to remove the harmful heavy metals for human and ecological life by adsorption method using modified lignocellulosic materials. The polymers using for modification and the lignocellulosic compounds are chosen from the waste materials. Sunflower stalk and hashish stalk used as lignocellulosic compounds and PET and PAN were used as polymers in the modifying process. Thus we can convert this unnecessary materials to a useful raw material and we don?t need to stock and destroy these waste materials any more. On the other hand, the poisonous heavy metals from wastewater were removed by using that modified product in our study. At the same time three different class of contaminant was converted to useful materials.At the daily life PAN has a wide range of use as yarn or fabrics. A method was developed to enhance cobalt and lead ion adsorption of PAN grafted sunflower stalk from aqueous solutions treatment. The PAN grafted copolymer was obtained by free radical initiating process using persulphate as an initiator. Conversion of nitrile groups of the PAN grafted copolymers into the amidoxime was carried out by treatment with hydroxylamine under alkaline solution. The performance of the modified lignosellulosics against unmodified lignosellulosics has also been carried out. The PET grafted copolymer was obtained by free radical initiating process using persulphate as an initiator and acidic ester exchange mechanism.The effects of initial cobalt and lead concentration, temperature, pH, time and adsorbent dosage have been reported. The batch sorption kinetics and the applicability of the Langmuir and Freundlich adsorption isotherms for the present system have been tested. Polymerization is determined by IR analysis and adsorption is determined by ICP analysis.