LİGNOSELÜLOZİK BİYOKÜTLE ATIĞI KULLANILARAK METİLEN MAVİSİ BOYAR MADDESİNİN ARITMAKARAKTERİSTİKLERİNİN İNCELENMESİ
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: BEGÜM DERELİ
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Yasemen Kalpaklı
Eş Danışman: Öznur Dülger Kutlu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Suyun canlı yaşamındaki önemi tartışılmazdır. İnsanoğlunun yaşamsal faaliyetleri sonucunda oluşan atık sular ise tüm dünyayı tehtit etmektedir. Atık suyun en büyük kaynakları arasında endüstriyel faaliyetler gelmektedir. Tekstil endüstrisi kaynaklı atık sular ise üretim proseslerinde ciddi oranda su kullanımı sebebiyle ilk sırada yer almaktadır. Boyama prosesleri renkli atık su çıktısına neden olmaktadır. Boyar madde içeren atık suların kontrolsüz deşarjı ekosistem için ciddi tehtit oluşturmaktadır. Birçok ülke boyar madde içeren atık suların çevreye verilmesinde özel deşarj limitleri ve yönetmelikler uygulamaktadır. Durum bu denli ciddiyken atık suların arıtılması geçmişten günümüze araştırmacıların ilgi odağı olmuş konulardandır. Biyolojik, fiziksel, kimyasal ve fizikokimyasal birçok arıtma yöntemi bulunmaktadır. Düşük proses giderleri, operasyonel basitliği ile performanslı boyar madde giderimi adsorpsiyonu birçok arıtma tekniğinden avantajlı kılmaktadır. Ayrıca birçok farklı prosesle desteklenebilir olması ve geniş adsorban seçeneği daha yüksek adsorpsiyon verimi sunmak ile ekonomik ve çevresel sürdürülebilirliği desteklemektedir. Bu çalışmada mikrodalga destekli kurutularak hazırlanmış evsel siyah çay atıkları adsorbent olarak kullanılmıştır. Çay atıkları ile metilen mavisi (MM) boyar maddesinin giderimi konvansiyonel adsorpsiyon ve ultrasonik ışınımlı (US) adsorpsiyon prosesleri ile karşılaştırmalı olarak incelenmiş olup reaktif oksijen türlerinin (ROS) boyar madde giderimine katkısı değerlendirilmiştir. Çayın karakterizasyon çalışmaları XRD, FT-IR, FESEM, zeta potansiyeli ve pH titrasyonu analizleri ile gerçekleştirilmiştir. FT-IR analizi çayın yapısındaki fonksiyonel gruplar hakkında bilgi verirken çayın yapısında bulunan fenolik ve kromofor grupların varlığını doğrulamaktır. XRD analizi ile çayın selülozik yapısı doğrulanmıştır. Zeta potansiyeli -21,9 mV olarak ölçülmüş ve pH titrasyonu analizi ile "sıfır yük noktası" pHpzc 5,7 olarak belirlenmiştir. FE-SEM analizi ile çayın mikro yapısı incelenmiştir. Ayrıca EDS analizleri ile çayın elemental bileşimi ve adsorpsiyon sonrasında yüzeye tutunan boyar maddeyi bildiren elementler tespit edilmiştir. Optimum çalışma koşullarını belirlemek amacıyla gerçekleştirilen analizlerde her iki proses için pH değeri 9 olarak belirlenmiştir. Konvansiyonel adsorpsiyon için optimum adsorban dozu 0,05 g ve temas süresi 75 dk olarak, US ışınımlı adsorpsiyon prosesi için ise adsorban dozu 0,03 g, temas süresi ise 65 dk olarak belirlenmiştir. Konvansiyonel adsorpsiyon prosesi için en uygun izoterm modeli Langmuir (R2 = 0,9619) olarak belirlenmiştir. US ışınımlı adsorpsiyon prosesi için ise sırasıyla; Langmuir (R2 = 0,9843), Freundlich (R2 = 0,9787), Temkin (R2 = 0,9601), Sips (R2 = 0,9588) ve DR (R2 = 0,9111) izotermi olarak belirlenmiştir. En uygun kinetik model her iki proses için de yalancı ikinci dereceden kinetik model olarak belirlenmiştir. Termodinamik çalışmalar konvansiyonel adsorsiyonun ekzotermik, kendiliğinden gerçekleştiğini belirtmektedir. ROS etkisinin incelendiği çalışmalar Hidroksil radikalinin MM bozunumunda önemli role sahip olduğunu bildirmektedir. Deneysel sonuçlar, siyah çayın MM gideriminde konvansiyonel ve US ışınımlı adsorpsiyon prosesleri için etkin bir adsorban olduğunu ve ROS türlerinin oluşumunu desteklediği yönündedir.