Karamanlı (Burdur) bölgesinde yetişen ceviz kabuğu atığından biyokömür eldesi ve ilaç kalıntısı giderilmesinde kullanımı
Obtaining biochar from walnut shell waste growing in Karamanli (Burdur) region and its use for removing drug residue
Yazar: RUKİYE ŞENSOY
Danışman: PROF. DR. ERDAL KENDÜZLER
Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Günümüzde ilaçların kontrolsüz ve sürekli kullanılması ile özellikle atık sulardaki ilaç kalıntısı görülme sıklığı artmıştır. Buna bağlı olarak atık sulardaki ilaç kalıntısı giderimi için kullanışlı ve ekonomik yöntemler geliştirilmesi zorunluluk haline gelmiştir.
Bu tez çalışmasında, Burdur ilinin Karamanlı ilçesinde yetiştirilen Çetnır cinsindeki (Junglans hindsii) ceviz meyvelerinin kabukları kullanılmıştır. Ceviz kabukları önce 700+700 °C piroliz sıcaklığında 4 h+4 h yakılarak biyokömür elde edilmiştir. Piroliz yöntemi ile elde edilen biyokömürün ve 500 mg/L naproksene maruz bırakılmış biyokömürün karakterizasyonu FTIR, TGA, SEM, EA, BJH ve XRD teknikleri kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen biyokömürler için en yüksek yüzey alanı 649 m2/g olarak belirlenmiştir.
Daha sonra elde edilen biyokömür, sularda kirletici sınıfına giren naproksen gideriminde adsorbent olarak kullanımı araştırılmıştır. Sulu çözeltilerden naproksen gideriminde kesikli adsorpsiyon yöntemi kullanılmıştır. Kesikli adsorpsiyon deneylerinde adsorpsiyonun en uygun olduğu şartları belirlemek üzere; adsorbent miktarı, analit derişimi, pH, zaman ve sıcaklık parametrelerinin etkileri incelenmiştir. Belirlenen en uygun şartlar; naproksen başlangıç derişimi 10 mg/L, pH=6,74, sıcaklık 25 °C, adsorbent dozu 2 g/L, karıştırma hızı 150 rpm ve temas süresi ise 4 h olarak bulunmuştur. Adsorpsiyon süreçlerinin daha iyi anlaşılabilmesi için kinetik, izoterm ve termodinamik çalışmaları yapılmıştır. Adsorpsiyon sürecinin yalancı ikinci dereceden kinetik modeline ve Freundlich izotermine uygun olduğu görülmüştür. 25, 40 ve 55 °C'da hesaplanan ΔG<0 ve ΔH<0 değerleri biyokömür yüzeyine naproksen adsorpsiyonun kendiliğinden ve ekzotermik olduğunu göstermektedir.

Abstract:
Nowadays, the frequency of drug residue in wastewater has increased with the uncontrolled and continuous use of drugs. Accordingly, it has become a necessity to develop useful and economical methods for the removal of drug residues in wastewater.
In this thesis, the shells of walnut fruits of the Çetnır genus (Junglans hindsii) grown in the Karamanlı district of Burdur province were used. Biochar was obtained by first burning walnut shells at 700+700 ºC pyrolysis temperature for 4 h+4 h. The characterization of biochar obtained by pyrolysis method and biochar exposed to 500 mg / L naproxen was performed using FTIR, TGA, SEM, EA, BJH and XRD techniques. The highest surface area for the obtained biochars was determined as 649 m2/g.
Later, the obtained biochar was investigated as an adsorbent in the removal of naproxen, which is classified as a pollutant in water. Batch adsorption method was used in the removal of naproxen from aqueous solutions. In order to determine the conditions in which the adsorption is optimal in batch adsorption experiments; adsorption amount, naproxen concentration, pH, time and temperature optimizations were examined. Optimum conditions; the initial concentration was found to be 10 mg/L, pH = 6.74, temperature 25 °C, adsorbent dose 2 g/L, mixing speed 150 rpm and contact time 4 h. Kinetic, isotherm and thermodynamic studies have been carried out in order to better understand the adsorption processes. The adsorption process was found to be suitable for pseudo-second order kinetic model and Freundlich isotherm. The negative value of Gibbs free energy change and negative enthalpy change calculated at 25, 40 and 55 °C indicate that naproxen adsorption to the biochar surface is spontaneusly and exothermic.