Şabazit minerali (zeolit) ile sentetik boyaların sulu çözeltilerdenuzaklaştırılması
Removal of synthetic dyes from aqueous solutions with chabazite mineral (zeolite)
Yazar: FUNDA ÇUFADAR
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ESEN MARTI
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Adsorpsiyon kinetiği = Adsorption kinetic ; Giderme = Removal ; Tekstil boyaları = Textile dyes ; Termodinamik parametreler = Thermodynamic parameters

Özet:
Bu yüksek lisans tezinde şabazitin sulu çözeltilerden sentetik boyaların gideriminde kullanılabilirliği incelenmiştir. Metilen mavisi (MM), Malahit yeşili (MY) ve Kongo kırmızısı (KK) model boyalar olarak seçilmişlerdir. Kinetik, termodinamik ve denge çalışmalarının yürütüldüğü tez kapsamında ayrıca çeşitli değişkenlerin süreç verimine etkileri araştırılmıştır. Çözelti pH değeri süreç verimine önemli ölçüde tesir etmemiştir. Anyonik boya (KK) için en yüksek adsorpsiyon verimi çözeltinin doğal pH değerinde (pH=7,3) elde edilmiştir. Katyonik boyalar (MM ve MY) için ise pH=6,9 değerinde en yüksek verim elde edilmesine rağmen doğal pH değerlerinde elde edilen adsorpsiyon verimi arasındaki fark ihmal edilebilir seviyelerdedir. Kinetik çalışmalar sistemin MY için 180 dk'da, MM ve KK için ise 240 dk'da dengeye ulaştığını göstermiştir. Ayrıca kinetik verilerin görünür ikinci derece kinetik modeli izlediği gözlenmiştir. MM ve MY için sıcaklıkla birlikte verim düşmüş ve ΔH° bu boyalar için pozitif değerlere sahip olmuştur. Buradan sürecin endotermik olduğu anlaşılmıştır. Öteki taraftan,  KK için sıcaklık arttıkça verim azalmış ve ΔH° negatif değere sahip olmuştur. Bu da sürecin ekzotermik doğaya sahip olduğunu göstermiştir. Ayırma veriminin şabazit dozu ile arttığı ve boya derişimi ile birlikte azaldığı görülmüştür. En yüksek adsorpsiyon kapasitesi KK, MM ve MY için sırasıyla 24,206, 10,317 ve 9,587 mg/g olmuştur. En yüksek ayırma verimleri ise aynı boyalar için sırasıyla %85,3, %98,9 ve %95,8 olmuştur. Katyonik boyalar, MM ve MY ile elde edilen denge verileri Langmuir izoterm modeli ile uyum içinde olmuştur. Anyonik boya, KK için ise en yüksek R² değerine Freundlich izoterm modeli ile ulaşılmıştır.

Abstract:
In this MS thesis, usability of chabazite for the removal of synthetic dyes from aqueous solutions was investigated. Methylene blue (MB), Congo red (CR) and Malachite green (MG) were selected as the model dyes. Influences of various parameters on the process efficiency were probed while kinetic, thermodynamic, and equilibrium studies were executed. The solution pH didn't significantly impact the process efficiency. The highest separation efficiency for the anionic dye (CR) was obtained at the natural pH of the solution (pH=7.3). For cationic dyes (MB and MG), although the highest yields were obtained at pH=6.9, the differences between adsorption efficiencies obtained at natural pH values were negligible. Kinetic studies showed that the system reached the equilibrium by 180 min for MG and 240 min for MB and CR. In addition, it was observed that the kinetic data followed the pseudo second order kinetic model. The efficiency decreased with the temperature for MB and MG and ΔH° had a positive value for these dyes. The process was found to be endothermic from these results. On the other hand, the efficiency reduced with the temperature, ΔH° had a negative value for CR. This shows that the process had an exothermic nature. Separation efficiency was seen to increase with the chabazite dose and decrease with the dye concentration. The highest adsorption capacities were 24.206, 10.317 ve 9.587 mg/g for CR, MB and MG, respectively. The maximum separation efficiencies were 85,3%, 98,9% ve 95,8% for the same dyes, respectively. The equilibrium data obtained with the cationic dyes MB and MG were in agreement with the Langmuir isotherm model. The highest R² value was reached with the Freundlich isotherm model for the anionic dye, CR.