dc.contributor.advisor | Andaç Özdil, Ayşe Müge | |
dc.contributor.author | Çağtay, Çiçek | |
dc.date.accessioned | 2020-09-17T10:48:14Z | |
dc.date.issued | 2020 | |
dc.date.submitted | 2020-07-08 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/22780 | |
dc.description.abstract | A natural clay mineral, sepiolite (Mg4Si6O15(OH)2·6H2O), with a unit cell formula
has fibrous structure, which has inside channels and sepiolite’s high surface area
lets inorganic and organic ions penetration into the clay structure. These
properties make to be candidate for removing cationic molecules, heavy metals,
organic compounds and even pesticides in industrial field. Polymer-based
cryogels are known to be frequently used in purification and removal processes.
In recent years, the use of sepiolite group of cryogels with composite materials
and cryogels in water treatment systems has attracted attention. In this thesis,
heavy metal (As, Pb, Cr, Cd etc.) removals from water environment with sepiolite
embedded cryogels was investigated. The surface morphology and porosity of
sepiolite embedded nanocomposite was characterized by Fourier Transform
Infrared (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron
microscopy (TEM), computed microtomography (mCT), puffing studies, flow and
surface area evaluations. Binding tests will be performed by investigation of
impact of initial concentration of a certified material. The impact of
nanocrystallized sepiolite mineral on the amount of adsorbed metal from certified
heavy metal solutions was determined using ICP-MS. Cryogels without sepiolite
added were prepared as controls. This study demonstrates that the presence of
ii
sepiolite increases the heavy metal adsorption. The sepiolite embedded
nanocomposites were applied to a continuous treatment system for heavy metal
removal from water solutions. Accordingly, %90 of heavy metals (Cr, Fe, Co, Zn
and Cd) were adsorbed onto sepiolite embedded nanocomposite cryogels with
maximum adsorption capacity. The adsorption time of sepiolite embedded
nanocomposite cryogels was obtained as 30 minutes. Furthermore, the binding
isotherms were evaluated by Langmuir and Freundlich models for heavy metals
as Mn, Ni, As, Se, Cd, Sb and Co. It was calculated that Langmuir isotherm was
well fitted with adsorption via monolayer. In addition, the binding mechanism of
sepiolite embedded nanocomposite cryogels was defined by pseudo second
order kinetics. It was concluded that adsorption mechanism of heavy metals onto
sepiolite embedded nanocomposite cryogels can be explained by chemically
controlled. | tr_TR |
dc.language.iso | en | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/restrictedAccess | tr_TR |
dc.subject | Sepiolite | tr_TR |
dc.subject | Nanocomposite cryogel | tr_TR |
dc.subject | Heavy metal removal | tr_TR |
dc.subject | Adsorption | tr_TR |
dc.subject.lcsh | Mühendislik | tr_TR |
dc.subject.lcsh | Çevre mühendisliği | tr_TR |
dc.title | Sepıolıte Embedded Nanocomposıte
Cartrıdges For Heavy Metal Removal From
Water | tr_TR |
dc.title.alternative | Sulardan Ağır Metal Arıtımı için Sepiyolit
İçerikli Nanokompozit Kartuşlar | tr_en |
dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Sepiyolit (Mg4Si6O15(OH)2·6H2O), yeryüzünde jeolojik süreçler sonucunda doğal
yollarla oluşan ve kendine özgü nanometrik ölçekteki tüpsü kristal yapısı
nedeniyle üstün sorptif, reolojik ve katalitik niteliklere sahip olan kil grubu bir
fillosilikat mineralidir. Bu özellikleri ile sepiyolit endüstriyel bakımdan birçok
alanda kullanılmaktadır. Son yıllarda, yüksek akış yolu özellikli makrogözenekli
jel malzemelerin (kriyojellerin) ayırma ortamı olarak kullanılmasına yönelik
çalışmalar oldukça önem kazanmıştır. Bu tez çalışması kapsamında, sulardaki
ağır metallerin (As, Pb, Cr, Cd vb.) uzaklaştırılması amacıyla, farklı oranlarda
sepiyolit içeren makrogözenekli kompozit kartuşlar hazırlanmıştır. Hazırlanan
makrogözenekli nano-kompozit kartuşlar, taramalı elektron mikroskobu (SEM),
fourier transform kızılötesi (FTIR) spektroskopisi, bilgisayarlı mikro tomografi
(mCT), sepiyolit yükleme miktarı, jel oluşum verimi, akış dinamiği ve şişme
deneyleri ile karakterize edilmiştir. Ağır metal uzaklaştırma etkinliği çalışmaları
sürekli sistemde incelenmiştir. Buna göre, belirlenen ağır metallerin (Cr, Fe, Co,
Zn ve Cd) %90’ı sepiyolit içerikli nanokompozit kriyojeller üzerine en yüksek
kapasite ile adsorplanmışlardır. Sepiyolit içerikli nanokompozit kriyojellerin
adsorpsiyon zamanı 30 dakika olarak belirlenmiştir. Dahası, Mn, Ni, As, Se, Cd,
iv
Sb ve Co gibi ağır metallerin bağlanma izotermleri Langmuir ve Freundlich
modelleri ile incelenmiştir. Yapılan hesaplamalar sonucunda Langmuir izotermi
ile tek tabakalı adsorpsiyon modelinin örtüştüğü belirlenmiştir. Buna ek olarak,
ağır metallerin bağlanma mekanizması için yalancı ikinci derece kinetik modelinin
uyumlu olduğu gözlenmiştir. Buna bağlı olarak, bağlanma mekanizmasının
kimyasal kontrollü olarak ilerlediği sonucuna varılmıştır. | tr_TR |
dc.contributor.department | Çevre Mühendisliği | tr_TR |
dc.embargo.terms | 6 ay | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2021-01-22T10:48:15Z | |
dc.funding | Bilimsel Araştırma Projeleri KB | tr_TR |