Kil Katkılı Poli(Hipe)Adsorban Üzerinde Metil Moru Boyarmaddesinin Adsorpsiyonu:Kinetik, İzoterm ve Termodinamik İncelemeler
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Semih SAYGI
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Nevim SAN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Dünyamızı tehdit eden problemlerin başında, sanayileşmenin artması ile birlikte temiz su kaynaklarının her geçen gün hızla azalması gelmektedir. Su, tüm canlıların yaşamı için temel gereksinimdir, bu yüzden su kaynaklarının temiz kalabilmesi genel bir ihtiyaçtır. Çeşitli kaynaklardan çıkan atıklarla kirlenen su ortamlarının, yeniden kullanılabilir hale gelebilmesi için uygulanan fiziksel ve/veya kimyasal pek çok yöntem mevcuttur. Koagülasyon, flokülasyon, filtrasyon, ileri oksidasyon teknikleri ve adsorpsiyon sulardaki atık maddeleri uzaklaştırmak için kullanılan yöntemlerin en bilenenleridir. Atık sulara karışan kimyasal maddelerin başında ise organik esaslı, büyük molekül ağırlığına sahip boyar maddeler gelir. Boyar maddeler yapıları gereği, canlılar üzerinde olumsuz etkiler oluşturacak özelliğe sahip ve kanser yapıcı maddelerdir. Görüntü problemlerinin yanında boyar maddeler yüksek renk yoğunlukları ile su ortamına giren güneş ışınlarının miktarını azaltırlar. Adsorpsiyon; atık sulara çeşitli yollarla karışmış olan boyar maddelerin uzaklaştırılmasında basit, ucuz ve kolay kullanılan bir yöntem olduğundan tercih edilir. Adsorpsiyon işlemlerinde en etkin parametrelerden biri de uygun adsorban seçimidir. Seçilen adsorban doğal esaslı olabileceği gibi sentetik esaslı da olabilmektedir. Sentetik esaslı adsorbanlar, desorpsiyon işlemlerinden sonra defalarca kullanılabildiklerinden özellikle tecih edilirler. Bu çalışmada Yalova Üniversitesi, Polimer Mühendisliği öğretim üyelerinden Doç. Dr. E.Hilal Mert ve Prof. Dr. Sinan Şen tarafından sentezlenen kil ile katkılandırılmış bir polİ(HIPE) kompozit, adsorban olarak seçilmiştir. Çalışmamızda kullanılan poli(HIPE), 1,3-bütandiol dimetakrilat esaslı bir emülsiyon polimeridir ve değişik miktarlarda montmorillonit kili ile katkılandırılarak poli(HIPE) kompozit haline getirilmiştir. Katyonik esaslı bir boyar madde olan metil moru bu çalışmada kirletici olarak seçilmiştir. Metil moru boyar maddesinin, kil katkılı poli(HIPE) kompozit adsorban ile adsorpsiyonu, karıştırma hızı ve sıcaklığı ayarlanabilen yatay çalkalamalı kesikli bir çalkalayıcıda yapılmıştır. Adsorpsiyon işlemi üzerine Metil Moru' nun başlangıç konsantrasyonunun, adsorban miktarının, temas süresinin, sıcaklığın ve pH' ın etkisi incelenmiştir. Adsorpsiyon işlemi, Langmuir ve Freundlich izoterm modelleri kullanılarak incelenmiştir. İşlemin Langmuir izotermine daha iyi uyduğu bulunmuştur. Kinetik açıdan yalancı ikinci mertebe hız modelinin adsorpsiyon verilerini düzenlemek için uygun olduğu görülmüştür. Ayrıca parçacık içi difüzyon grafiklerinden adsorpsiyon işleminin iki aşamalı olarak gerçekleştiği görülmüştür. Gibbs serbest enerjisi -5.37 (60oC için) kJ mol-1, entalpi +41.45 kJ mol-1 ve adsorpsiyon entropisi 0.14 kJ mol-1 K-1 olarak bulunmuştur. Bulunan bu sonuçlar, incelenen adsorpsiyon işleminin endotermik olarak kendiliğinden gerçekleştiğini göstermiştir. Ayrıca, adsorpsiyon entropisinin pozitif olması, adsorpsiyon işleminde yürütücü kuvvetin entropi olduğunu göstermiştir. Arrhenius eşitliği kullanılarak hesaplanan aktivasyon enerjisinin değeri ise 62.24 kJ mol-1 dir. Anahtar Kelimeler: adsorpsiyon, adsorpsiyon izotermleri, poli(HIPE) emülsiyonlar, adsorpsiyon kinetiği, adsorpsiyon termodinamiği, adsorpsiyon aktivasyon enerjisi, metil moru boyar maddesi