Atık sulardan ağır metal iyonlarını uzaklaştırmak için modifiye edilmiş mantar-kriyojel kompozit adsorbentlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of modified fungi-cryogel composite system for heavy metal removal from waste water
Yazar: NİHAL KORKMAZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. CEREN HAKTANIR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology

Özet:
Bu çalışmada, sentetik atık sulardaki Nikel(II) ve Bakır(II) ağır metallerinin adsorpsiyonu için kriyojel-mantar kompozit sistemi sentezlenmiş ve bu ağır metallerin sentezlenen malzeme ile biyosorpsiyonu incelenmiştir. Biyosorbent olarak bir beyaz çürükçül mantar türü olan Funalia trogii kullanılmıştır. Hazırlanan poli (hidroksimetakrilat)(PHEMA) ve mantar kriyojel kompozit sistemin karakterizasyonu şişme deneyleri ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile gerçekleştirilmiştir. Ağır metal giderimi için optimum değerleri belirlemek için sabit sıcaklıkta (25°C), kesikli sistemde, farklı pH (4,0-7,0) ve derişimde (50-300 mg/L) biyosorpsiyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bütün pH değerleri için derişim 100 mg/L'ye kadar arttırıldığında Nikel iyonunun adsorplama miktarı değeri artmış, 100 mg/L'den daha yüksek derişimlerde dengeye ulaşmıştır. Nikelden farklı olarak bakır adsorpsiyonunda başlangıç metal iyonu derişimi arttıkça adsorplanan Cu(II) iyonunda sürekli bir artış görülmektedir. Hem Ni hem de Cu için en yüksek adsorplama miktarı pH 7,0 de 300 mg/L derişimde 14,6 mg /g adsorbent ve 61,0 mg / g adsorbent olarak belirlenmiştir. Ağır metal iyonlarının desorpsiyonu 10 mL 0,1 M HNO₃ çözeltisi kullanılarak gerçekleştirilmiş, 1 saat içinde desorpsiyon oranı belirlenmiş ve adsorpsiyon ortamının yeniden kullanılabilirliği beş adsorpsiyon-desorpsiyon döngüsü için test edilmiştir. Beş döngüden sonra, her iki metal iyonunun da adsorpsiyon değerleri önemli bir değişime uğramamıştır. Deneyler, sentezlenen kriyojel disklerin verimli bir şekilde tekrar kullanılabilirliğini göstermiştir.

Abstract:
In this study, a cryogel-fungi composite system was synthesized for nickel and copper adsorption from waste waters and biosorption of these heavy metals was investigated using the synthesized material. A white fungus type, Funalia Trogii, was used as a biosorbent. Synthesized poly (hydroxy methacrylate) (PHEMA) and fungi composite cryogel system was characterized by swellingtests and SEM.  In order to determine the optimum values for heavy metal adsorption, experiments were performed at constant temperature (25°C), in a batch system using different pH (4,0-7,0) and concentrations (50-300 mg/L). For all pH values studied, as the initial heavy metal concentration was increased up to 100 mg/L, the amount of Ni adsorption increased and reached an equilibrium at 100 mg/L. In the case of cop per, unlike nickel, a continuos increase in the heavy metal adsorption was observed with the increase in the initial heavy metal concentration. For both heavy metals, the highest heavy metal adsorption was obtained at a pH of 7 with an initial heavy metal concentration of 300 mg/L. The highest adsorption values for nickel and copper were 14,6 mg/g and 61,0 mg/g, respectively. Desorption of heavy metal ions were performed using 0,1 M HNO3 and the amount of metal ions desorbed in 1 h was measured. Adsorption-desorption cycle was repeated five times using the same cryogel to investigate the reusability of the composite cryogels. Adsorption capacity of cryogel did not change significantly during the repeated adsorption-desorption operations, showing that the synthesized cryogel can repeatedly be used in the target metal adsorption process without loosing its adsorption capacity.