Ticari aktif karbonun modifikasyonu ve BSA adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Modification of commercial activated carbon and investigation of its BSA adsorption properties
Yazar: MEHMET BERAT TAŞKIN
Danışman: PROF. DR. BELMA KIN ÖZBEK ; PROF. DR. SUNULLAH ÖZBEK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Protein adsorpsiyonu = Protein adsorption ; Sorpsiyon izotermleri = Sorption isotherms ; Sığır serum albümin = Bovine serum albumin

Özet:
Protein adsorpsiyonu araştırmacıların oldukça ilgisini çeken bir konudur. Protein adsorpsiyon mekanizmalarını aydınlatmak ve yeni fonksiyonel adsorbanlar bularak
endüstriye uygun prosesler tasarlamak önemli hedeflerden biri olmuştur.
Protein adsorpsiyonu araştırmacıların oldukça ilgisini çeken bir konudur. Protein adsorpsiyon mekanizmalarını aydınlatmak ve yeni fonksiyonel adsorbanlar bularak endüstriye uygun prosesler tasarlamak önemli hedeflerden biri olmuştur. 
Bu çalışmada, ticari olarak elde edilen toz aktif karbon (TAK) öncelikle özelliklerini daha da iyileştirmek için, önce sodyum karbonat ile muamele edilerek daha sonra mikrodalga tekniği ile ısıl işleme tabi tutularak ve son olarak hidroklorik asit ile muamele edilerek modifiye işlemine tabi tutulmuştur. Farklı şartlarda modifiye edilen TAK numuneleri MTAK1, MTAK2, MTAK3, MTAK4 ve MTAK5 olarak isimlendirilmiştir. 
Farklı şartlarda modifiye edilmiş beş numune içerisinde yapılan yüzey karakterizasyonu analizleri sonucunda MTAK4'ün en uygun numune olduğu tespit edilmiştir. Uygulanan modifiye işlemi sonucunda MTAK4'ın TAK ile kıyasla BET yüzey alanında %59'luk bir artış sağlanarak 2492 metrekare / gramlık yüzey alanına sahip olduğu bulunmuştur. Bu nedenle, Bovine Serum Albümin (BSA) adsorpsiyon deneyleri, TAK ve MTAK4 numuneleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen deneysel verilerin izoterm modellerine ve kinetik modellere uygunlukları incelenmiştir. 
Adsorpsiyon izotermlerini elde etmek amacıyla yapılan deneyler; pH 4 ile 8 ve sıcaklık 25 ile 40 °C arasında değişen şartlarda gerçekleştirilmiştir. Langmuir izoterm modeline göre TAK için maksimum adsorpsiyon kapasitesi pH 5 ve 40 °C'de 134.77 mg/g olarak bulunurken, MTAK4 için bu değer pH 4 ve 40 °C'de 139.37 mg/g olarak bulunmuştur.
Adsorpsiyon kinetik çalışmaları pH 4 ile 8 ve 25 ile 40 °C arasında değişen şartlarda gerçekleştirilmiştir. Elde edilen verilerin kinetik modellere uygunlukları incelenmiş ve en uygun adsorpsiyon kinetik modelinin Yalancı 2. Derece modeli olduğu saptanmıştır

Abstract:
Protein adsorption has been widely studied by many researchers. Fabrication of novel
materials for protein adsorption, elucidating adsorption mechanisms and integrating
adsorpstion process to the industrial production have been important goals for these
studies.
In this study, the commercially available powder activated carbon (CAC) sample to
further improve its surface properties was modified first by treatment with sodium carbonate,
secondly thermally treated by microwave technique, and finally subjected to
treatment with HCl. The treated activated carbon samples under various modifiying
conditions were named as MCAC1, MCAC2, MCAC3, MCAC4 and MCAC5.
MCAC4 sample was found to be the most appropriate sample among other samples
obtained at various modification conditions, according to BET analysis results obtained
for each sample. The results indicated that it was possible to increase surface area of
the CAC after modification process (named as MCAC4) up to 2492 square meter per gram with the
enhancement percentage of 59%, compared to initial untreated CAC sample. Then,
CAC and MCAC4 samples were used in the series of Bovine Serum Albumin (BSA)
adsorption experiments. The data obtained from the experiments were fitted to
isotherm models and then they were used to explain adsorption mechanisms.
The adsorption experiments were carried out at pH values ranging from 4 to 8 and
temperature values ranging from 25 to 40 °C. The maximum adsorpstion value
according to the Langmuir Isotherm Model was found as 134.77 mg/g at pH 5 and 40
°C for CAC sample, and 139.37 mg/g at pH 4 and 40 °C for MCAC4 sample.
The kinetics of adsorption studies were also carried at pH values ranging from 4 to 8
and temperature values ranging from 25 to 40 °C. According to the results obtained,
Pseudo 2. Order model was found to be the best fit among other models applied.