Karbon nanotüp bazlı adsorbentlerin kullanılmasıyla sulu çözeltiden herbisit (dikuat dibromür) giderimi
Removal of herbicide (diquat dibromide) from aqueous solution by using carbon nanotube based adsorbents
Yazar: CEREN ÖZCAN
Danışman: PROF. DR. OSMAN DUMAN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, atık sularda yaygın olarak bulunan ve toksik bir herbisit olan dikuat dibromürün sulu çözeltiden, karbon nanotüp bazlı adsorbentler üzerine adsorpsiyonu incelenmiştir. İlk olarak okside edilmiş çok duvarlı karbon nanotüp (OMWCNT), manyetik okside edilmiş çok duvarlı karbon nanotüp (OMWCNT-Fe3O4) ve manyetik okside edilmiş çok duvarlı karbon nanotüp-κ-karagenan (OMWCNT-κ-karagenan-Fe3O4) nanokompozit adsorbentleri hazırlanmıştır. Temas süresinin, başlangıç herbisit konsantrasyonunun ve sıcaklığın adsorpsiyon prosesi üzerine etkisi araştırılmış ve bu parametre değerlerinin arttırılmasıyla karbon nanotüp bazlı adsorbentlerin adsorbe ettiği herbisit miktarında bir artış meydana gelmiştir. Çalışılan tüm sistemlerde 300 dakikalık temas süresi sonunda adsorpsiyon dengesine ulaşılmıştır. Deneysel adsorpsiyon kinetiği verilerinin psödo-birinci mertebe, psödo-ikinci mertebe ve Elovich kinetik modelleriyle uyumları incelenmiş ve dikuat dibromür herbisitinin karbon nanotüp bazlı adsorbentler üzerine adsorpsiyonunda deneysel kinetik verilerin psödo-ikinci mertebe kinetik modelini takip ettiği bulunmuştur. 25, 35 ve 45 °C'de elde edilen deneysel izoterm verileri en iyi uyumu Langmuir izoterm modeli ile göstermiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda, en yüksek dikuat dibromür adsorpsiyon kapasitesine sahip adsorbentin OMWCNT olduğu görülmüştür. 25 °C'de maksimum dikuat dibromür adsorpsiyon kapasite değerleri OMWCNT için 16,09x10-5 mol.g-1, OMWCNT-Fe3O4 için  5,784x10-5 mol.g-1 ve OMWCNT-κ-karagenan-Fe3O4 için 2,954x10-5 mol.g-1 olarak bulunmuştur. Termodinamik çalışmaların sonuçları adsorpsiyon proseslerinin istemli, kendiliğinden gerçekleşen ve endotermik olduğunu göstermiştir.

Abstract:
In this work, the adsorption of diquat dibromide which is a toxic herbicide and commonly found in wastewater, from aqueous solution onto carbon nanotube based adsorbents was studied. Firstly, oxidized multiwalled carbon nanotube (OMWCNT), magnetic oxidized multiwalled carbon nanotube (OMWCNT-Fe3O4) and magnetic oxidized multiwalled carbon nanotube-κ-carrageenan (OMWCNT-κ-carrageenan-Fe3O4) nanocomposite adsorbents were prepared. The effect of contact time, initial herbicide concentration and temperature on the adsorption process was investigated and an increase in the amount of herbicide adsorbed by the carbon nanotube based adsorbents was occurred with an increase in these parameter values. In all the systems studied, adsorption equilibrium was obtained at the end of 300 min contact time. The fit of experimental adsorption kinetic data with pseudo-first order, pseudo-second order and Elovich kinetic models was analyzed and it was found that the experimental kinetic data of the adsorption of diquat dibromide onto carbon nanotube based adsorbents followed the pseudo-second order kinetic model. Experimental isotherm data obtained at 25, 35 and 45 °C exhibited the best fitting with Langmuir isotherm model. As a result of the studies, it was seen that the adsorbent having the highest diquat dibromide adsorption capacity was OMWCNT. At 25 °C, maximum diquat dibromide adsorption capacity values were found to be 16.09x10-5 mol.g-1 for OMWCNT, 5.784x10-5 mol.g-1 for OMWCNT-Fe3O4 and 2.954x10-5 mol.g-1 for OMWCNT-κ-carrageenan-Fe3O4. The results of thermodynamic studies showed that adsorption processes are favorable, spontaneous and endothermic.