Manyetik biyokompozit adsorbentlerin sentezi ve karakterizasyonu: Metilen mavisi adsorpsiyonunun incelenmesi
Magnetic biocomposite synthesis of adsorbents and characterization: Methylene blue investigation of adsorption
Yazar: ASLI ARAS
Danışman: DOÇ. DR. ŞERİFE PARLAYICI
Konya Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Teknolojinin ve nüfusun artışıyla birlikte insanların ihtiyaçları artmış, tekstil endüstrisi faaliyetlerinde hızlı bir artış görülmüştür. Bu ihtiyaçların karşılanabilmesi amacıyla endüstriyel ürünlerin boyanabilmesi, boyar maddelerin tüketimine yol açmıştır. Ancak arıtımları gerçekleştirilmeden su kaynaklarına deşarj edilen boyar madde içeren sular, su kirliliğine sebep olmaktadır.
Boyar maddeler, yapılarındaki aromatik halka ve çift bağ taşıması sebepli düşük biyolojik bozunabilir özellikler gösterirler. Aynı zamanda dayanıklı ve kalıcı kimyasal maddelerdir. Dolayısıyla uygun ve yeterli miktarda arıtılmadıklarında sudaki yaşam için öldürücü etkiye sahiptirler.  
Bu çalışmada, gluteraldehit çapraz bağlı kitosan kaplı bitkisel atık (zeytin ağaçları yaprakları, ceviz ağacı yaprakları ve incir ağacı yaprakları) içeren manyetik biyokompozit adsorbanlar sentezlenerek sulu ortamdan metilen mavisi (MM) uzaklaştırılmasının incelenmesi amaçlanmıştır.

Sentezlenen biyokompozitlerin, zamana bağlı MM tutma kapasitesi, farklı başlangıç konsantrasyonlarında MM adsorplama kapasitesi, pH'a bağlı MM kapasitesi, adsorpsiyon termodinamiği ve adsorpsiyon izotermleri incelenmiştir. Langmuir, Freundlich ve Temkin izotermlerine uygunluğu belirlenmeye çalışılmıştır. 

Adsorpsiyon prosesinde gluteraldehit ile çapraz bağlı manyetik kitosan bazlı zeytin ağacı yaprağı (nFe3O4-Kts-ZY), gluteraldehit ile çapraz bağlı manyetik kitosan bazlı ceviz ağacı yaprağı (nFe3O4-Kts-CY) ve gluteraldehit ile çapraz bağlı manyetik kitosan bazlı incir ağacı yaprağı (nFe3O4-Kts-İY) biyokompozitleri için optimum adsorban dozajı 6 g/L olarak bulunmuştur. MM giderim prosesinde her üç biyokompozit adsorban için denge süresinin 120 dak. olduğu gözlemlenmiştir. MM adsorpsiyon verimliliği için en uygun pH' ın 6 olduğu bulunmuştur. 
Tezde sentezlenen nFe3O4-Kts-CY, nFe3O4-Kts-ZY ve nFe3O4-Kts-İY adsorbanlarının MM adsorpsiyon öncesi ve sonrası yüzey özellikleri SEM analizi ile elementel bileşim SEM-EDX analizi ile fonksiyonel gruplarının karakterizasyonu FTIR yöntemi ile ve yapısal analizler XRD tekniği ile tayin edilmiştir. 
Bu çalışmada hazırlanan nFe3O4-Kts-CY, nFe3O4-Kts-ZY ve nFe3O4-Kts-İY biyokompozitlerin sulu çözeltilerden MM giderimi için etkili adsorbanlar olduğu kanıtlanmıştır.

Abstract:
With the increase in technology and population, people's needs have increased and there has been a rapid increase in textile industry activities. In order to meet these needs, the ability to dye industrial products has led to the consumption of dyestuffs. However, water containing dyestuffs discharged into water resources without treatment causes water pollution.
Dyes have low biodegradability properties due to the aromatic rings and double bonds in their structures. They are also durable and permanent chemical substances. Therefore, if they are not purified appropriately and in sufficient quantities, they have a lethal effect on aquatic life.
In this study, it was aimed to investigate the removal of methylene blue (MM) from aqueous media by synthesizing magnetic biocomposite adsorbents containing glutaraldehyde cross-linked chitosan-coated vegetal waste (olive tree leaves, walnut tree leaves and fig tree leaves).

Time-dependent MM retention capacity, MM adsorption capacity at different initial concentrations, pH-dependent MM capacity, adsorption thermodynamics and adsorption isotherms of the synthesized biocomposites were examined. It was tried to determine its suitability for Langmuir, Freundlich and Temkin isotherms.

In the adsorption process, magnetic chitosan-based olive tree leaf cross-linked with glutaraldehyde (nFe3O4-Kts-ZY), magnetic chitosan-based walnut tree leaf cross-linked with glutaraldehyde (nFe3O4-Kts-CY) and magnetic chitosan-based fig tree leaf cross-linked with glutaraldehyde (nFe3O4-Kts-İY). The optimum adsorbent dosage for biocomposites was found to be 6 g/L. In the MM removal process, the equilibrium time for all three biocomposite adsorbents was 120 min. It has been observed that . The most suitable pH for MM adsorption efficiency was found to be 6.
Surface properties of nFe3O4-Kts-CY, nFe3O4-Kts-ZY and nFe3O4-Kts-İY adsorbents synthesized in the thesis before and after MM adsorption, elemental composition by SEM analysis, characterization of functional groups by SEM-EDX analysis, determination by FTIR method and structural analyzes by XRD technique. has been made.
It has been proven that nFe3O4-Kts-CY, nFe3O4-Kts-ZY and nFe3O4-Kts-İY biocompocites prepared in this study are effective adsorbents for MM removal from aqueous solutions.