Atık patates kabukları kullanılarak ham patates kabuğu ve işlenmiş patates kabuğu ile sulu çözeltilerden Ni (II) iyonlarının adsorpsiyon kapasitelerinin karşılaştırılması. İzoterm, kinetik ve termodinamik çalışmalar
Comparison of adsorption capacities of Ni (II) ions from aqueous solutions with raw potato peel and processed potato peel using waste potato peels. Isotherm, kinetic and thermodynamic studies
Yazar: AYCAN BULUT
Danışman: DOÇ. DR. YALÇIN ALTUNKAYNAK
Batman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez çalışmasında, sulu çözeltilerden Ni(II) iyonlarını etkili bir şekilde uzaklaştırmak için atık patates kabukları (PP) ve İşlenmiş Patates Kabuklarının (MPP) umut verici uygulamasını uygun bir çözüm olarak araştırmayı amaçlamaktadır. PP için, Ni(II) iyonlarının sulu çözeltiden uzaklaştırılmasında en iyi çalışma koşulları, 500 mg/L başlangıç konsantrasyonu, 0.3 g adsorban dozajı, 100 dakikalık temas süresi ve 6.21'lik bir çözelti pH'ı. MPP için ise en iyi çalışma koşulları 500 mg/L'lik bir başlangıç konsantrasyonu, adsorban dozu olarak 0.15 g, 100 dakikalık temas süresi ve çözelti pH'ının 6.21 olduğu durum belirlendi. Adsorban maddelerin uzaklaştırma kapasitelerini daha iyi anlamak için farklı sıcaklıklarda çalışmalar yaoıldı. Ni(II) iyonlarının adsorpsiyon yetenekleri PP için farklı sıcaklıklarda (298 K, 308 K ve 318 K) sırasıyla 25.125, 29.325 ve 33.112 mg/g olarak belirlendi. Aynı şartlarda MPP için adsorpsiyon kapasitesi sırasıyla 68.965, 78.125 ve 85.470 olarak bulundu. Adsorpsiyon kinetiğinin daha ileri analizi, hem PP hem de MPP adsorbanları için deneysel verilerin yalancı ikinci dereceden modele uyduğu görüldü. Termodinamik araştırmalar, kullanılan adsorbanlar üzerindeki Ni(II) metal iyonlarıyla ilgili adsorpsiyon sürecinin endotermik ve kendiliğinden gerçekleştiğini ortaya koydu. Sonuç olarak PP ve MPP, Ni(II) iyonlarının sulu ortamdan uzaklaştırılması için son derece verimli ve çevreye duyarlı adsorbanlar olduğu belirlendi. Metal iyonlarını etkin bir şekilde uzaklaştırmada oldukça iyi adsorpsiyon kapasitesiteleri, basit erişilebilirlik, maliyet etkinliği ve tarımsal atık olarak kökeni ile birleştiğinde, su arıtma ve çevre iyileştirmede sürdürülebilir uygulamalar için umut verici birer adsorban olarak konumlandırıyor.

Abstract:
This thesis aims to investigate the promising application of waste potato peels (PP) and processed potato peels (MPP) as a suitable solution for effectively removing Ni(II) ions from aqueous solutions. For PP, the best working conditions for removing Ni(II) ions from aqueous solutions were determined as an initial concentration of 500 mg/L, an adsorbent dosage of 0.3 g, a contact time of 100 min, and a solution pH of 6.21. For MPP, the best working conditions were determined as an initial concentration of 500 mg/L, an adsorbent dosage of 0.15 g, a contact time of 100 min, and a solution pH of 6.21. In order to better understand the removal capacities of adsorbents, studies were conducted at different temperatures. Adsorption capacities of Ni(II) ions were determined as 25.125, 29.325, and 33.112 mg/g for PP at different temperatures (298 K, 308 K, and 318 K), respectively. Adsorption capacities for MPP under the same conditions were found to be 68.965, 78.125, and 85.470, respectively. Further analysis of adsorption kinetics showed that experimental data for both PP and MPP adsorbents fit the pseudo-second-order model. Thermodynamic studies revealed that the adsorption process related to Ni(II) metal ions on the used adsorbents was endothermic and spontaneous. As a result, PP and MPP were determined to be highly efficient and environmentally friendly adsorbents for the removal of Ni(II) ions from aqueous media. Their very good adsorption capacity in effectively removing metal ions, combined with their simple accessibility, cost-effectiveness, and origin as agricultural waste, positions them as promising adsorbents for sustainable applications in water treatment and environmental remediation.