Yer fıstığı kabuğu/fe3o4 kompozit materyali ile sucul ortamlardan nikel giderimi
Nickel removal from aqueous solutions by peanut hull/fe3o4 composite material
Yazar: ALI JAN AKBARI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEZEN KÜÇÜKÇONGAR
Konya Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Tarımsal ürünlerin hasat edilmesi ve işlenmesi esnasında farklı özelliklerde pek çok tarımsal atık açığa çıkabilmektedir. Bu atıkların bir kısmı farklı alanlarda değerlendirilebilmekte, bir kısmı için ise yakma, katı atık olarak uzaklaştırma gibi yöntemler uygulanmaktadır. Bu atıkların doğal ve ucuz maddeler olması, karbon ve selüloz içeriğinin yüksek olması, kolay temin edilebilmesi nedeniyle, ayrıca sürdürülebilirliğe katkı sağlamak ve kontrolsüz yakma ve katı atık olarak uzaklaştırma gibi yöntemlerde karşılaşılabilecek çevresel sorunların önüne geçebilmek için su arıtımında kullanımı mümkündür. Bu kullanım hem tarımsal atıkların uzaklaştırılması sorununa bir çözüm hem de atıkların faydalı bir amaç için düşük maliyetli bir adsorban olarak kullanılması için bir yeniden kullanım yöntemi sağlar. Son yıllarda yüzey özelliklerinden ve çözeltiden kolay ayrılmasından dolayı, manyetik özelliklere sahip adsorban malzemelerin kullanımı, farklı kirletici maddelerin su ve atıksulardan uzaklaştırılmasında artış göstermektedir.

Bu çalışmada kimyasal çöktürme yöntemi ile yer fıstığı kabuğundan manyetik özellikte bir nanokompozit üretilmiş ve sulardan nikel giderimindeki etkinliği incelenmiştir. Manyetik yer fıstığı kabuğu/Fe3O4 nanokompozitini karakterize etmek için SEM-EDX, FT-IR, TGA, BET ve XRD analizleri yapılmıştır. Nikel giderim verimine temas süresi, kompozit madde dozu, pH ve başlangıç nikel konsantrasyonunun etkisi, 200 rpm karıştırma hızı ve 25℃ sabit ortam sıcaklığında incelenmiştir. Deneysel çalışma sonrasında kompozit malzemenin sudan ayrılmasında bir mıknatıs kullanılmıştır. Optimum şartlarda malzemenin maksimum kapasitesi 8.63 mg/g olarak belirlenmiştir. Kinetik çalışma sonuçlarına göre ikinci dereceden kinetik modeline uyumlu görülmüştür. Veriler Langmuir ve Freundlich denklemlerine uygulanmış ve Langmuir izoterm modeli daha uyumlu bulunmuştur. Sonuç olarak zirai bir atık olan yer fıstığı kabuğundan düşük maliyetli bir adsorban madde olarak manyetik nanoparçacık sentezlenmesi, sulardan nikel gideriminde kullanılmasının, malzemenin sudan ayrılması ve ağır metal giderim etkinliği göz önüne alındığında son derece umut verici bir yöntem olduğu düşünmektedir.

Anahtar Kelimeler: Nanoparçacık, manyetik nanokompozit, yer fıstığı kabuğu, Fe3O4, nikel, sucul ortam.

Abstract:
Several types of agricultural waste are produced during the harvesting and processing of agricultural products. Some of these wastes are recycled in different applications, while for others, removal methods such as incineration and removal as solid wastes are applied. These wastes colud be used for water treatment due to its low cost, high in carbon and cellulose content and easy availability in order to prevent environmental problems that may be encountered in such methods as contributing to sustainability and removing them as uncontrolled combustion and solid waste. This usage provides both a solution to the problem of the removal of agricultural wastes and a reuse method for the use of wastes as a low cost adsorbent for a useful purpose. In recent years, the usage of adsorbent materials with magnetic properties, due to their surface properties and easy separation from the solution, increase in the removal of different pollutants from water and wastewaters.
In this study, a magnetic composite was produced from peanut shell by chemical precipitation method and the efficiency of nickel removal from waters was investigated. Magnetic penut hull/Fe3O4 nanocomposite was characterized with SEM-EDX, FT-IR, TGA, BET and XRD analysis.  The effects of various parameters, such as contact time, pH, initial nickel concentration, composite dose was investigated at 200 rpm speed rate and 25℃ constant ambient temperature. After the experimental study, a magnet was used to seperate the composite material from water. The maximum adsorption capacity of material was determined as 8.63 mg/g, at optimum adsorption conditions. According to the results of kinetic study, it was found to be compatible with the second order kinetic model. The data were applied to Langmuir and Freundlich equations and the Langmuir isotherm model was found to be more compatible. As a result, it is considered as a highly promising method considering the synthesis of magnetic nanoparticles as a low-cost adsorbent from peanut hull which is an agricultural waste, the use of nickel removal from water, separation of material from water and heavy metal removal efficiency.

Keywords: Nanoparticle, magnetic nanocomposite, peanut hull, Fe3O4, nickel, aqueous solution.