Ağaç Meyve Çekirdeklerinden Üretilen Biyoçar ve Nano Biyoçar Kompozitlerin Sentezi, Karakterizasyonu ve Bazı Katyonik Boyaların Sulu Çözeltilerden Gideriminde Uygulamaları

Abstract

Sanayide sentetik boyaların kullanılması su havzalarının kirlenmesine neden olmuş ve atık suların kullanılabilir suya dönüştürülmesi son yıllarda önem kazanmıştır. Bu çalışmada bitki atıklarından piroliz yöntemiyle elde edilen biyoçarların ve modifiye biyoçarların sulu çözeltilerdeki boya giderimi için adsorpsiyon özelliklerinin araştırılması amaçlanmıştır. Ham biyokütlenin, biyoçarların ve modifiye edilmiş biyoçarların karakterizasyonu yapılmıştır. Bu çalışmada ham biyokütle olarak Gülibrişim (Albizia julibrissin) ağacının meyve çekirdeği ve Patlangaç (Colutea cilicica) ağacının meyve çekirdeği kullanılmıştır. Sentezlenen biyoçarlar, gümüş ve demir yüklü nanopartiküller ile modifiye hale getirilmiştir. Gümüş nanoparçacıklar yeşil sentez yöntem ile elde edilmiştir. Bu yöntemde bitki ekstraktı olarak taze yeşil ceviz kabuğu (Juglans Regia) kullanılmıştır. Metilen mavisi ve malahit yeşili boyalarının sulu çözeltilerden uzaklaştırılması için yapılan denge ve termodinamik çalışmalarda, adsorpsiyon parametrelerinin (pH, temas süresi, adsorban miktarı ve başlangıç boya konsantrasyonu) etkisi araştırılmış ve adsorpsiyon işlemleri için optimum parametreler belirlenmiştir. Deney sonuçları Langmuir, Freundlich ve Temkin izotermlerine göre analiz edilmiştir. Temas süresinin adsorpsiyona etkisi çalışmaları için kinetik çalışmalar yapılmıştır. Boyar madde giderme işleminde sıcaklık değiştirilerek Gibbs serbest enerji, entalpi ve entropi değerleri hesaplanıp uygun çalışma sıcaklığı tespit edilmiştir. Bu tez çalışmasında biyoçarların ve modifiye edilmiş biyoçarların sulu çözeltilerden boyaların uzaklaştırılmasında verimli kullanılabilecek adsorbanlar olduğu gösterilmiştir. Boya kirleticilerin su kaynaklarından ekonomik bir şekilde uzaklaştırılmasında sentezlenen adorbanların verimli bir rolü olacağı sonucuna ulaşılmıştır.

The use of synthetic dyes in the industry has caused pollution of water basins and it has gained importance in recent years to turn wastewater into usable water. Characterization of raw biomass, biochars and modified biochars have been carried out. In this study, fruit seeds of the Guilibris (Albizia julibrissin) tree and fruit seeds of the Popcorn (Colutea cilicica) tree were used as raw biomass. The synthesized biochars were modified with silver and iron loaded nanoparticles. Silver nanoparticles were obtained by green synthesis method. In this method, fresh green walnut shell (Juglans regia) was used as plant extract. In equilibrium and thermodynamic studies for the removal of methylene blue and malachite green dyes from aqueous solutions, the effect of adsorption parameters (pH, contact time, adsorbent amount and initial dye concentration) were investigated and optimum parameters for adsorption processes were determined. The experimental results were analyzed according to Langmuir, Freundlich and Temkin isotherms. Kinetic studies were carried out to study the effect of contact time on adsorption. By changing the temperature during the dye removal process, Gibbs free energy, enthalpy and entropy values were calculated and the appropriate operating temperature was determined. In this thesis study, it has been shown that biochars and modified biochars are adsorbents that can be used efficiently in the removal of dyes from aqueous solutions. It was concluded that the synthesized adsorbents will have an efficient role in the economic removal of dye pollutants from water resources.