Metakaolen bazlı jeopolimer ile atıksulardan boyarmadde gideriminin deney tasarımı yöntemi ile incelenmesi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: AYŞE YILMAZ

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Sibel Akar

Eş Danışman: İlknur Kara

Özet:

Bu çalışmada, MnO₂ ile kaplı metakaolen bazlı jeopolimer (MKEJ) kullanılarak, sulu çözeltilerden Bismarck Kahverengi Y (BKY) boyarmaddesinin (Bazik Kahverengi 1) giderimi araştırılmıştır. Adsorpsiyon koşulları, Box-Behnken deney tasarımı (BBD) ile kesikli ve sürekli sistemlerde optimize edilmiştir. ANOVA sonuçları, adsorpsiyon verimini etkileyen kritik parametrelerin kesikli sistemde karıştırma süresi ve adsorban miktarı; sürekli sistemde ise akış hızı, hacim ve adsorban miktarı olduğunu göstermiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonrası kesikli sistemde adsorpsiyon verimi %96,71, adsorpsiyon kapasitesi 40,28 mg/g; sürekli sistemde ise bu değerler sırasıyla %96,14 ve 34,07 mg/g olarak bulunmuştur.

Adsorpsiyon sürecinde, yalancı-ikinci-dereceden kinetik modelinin zamana bağlı verileri en iyi şekilde açıkladığı bulunmuştur. Langmuir, Freundlich ve Dubinin-Radushkevich (D-R) izoterm modelleri ile değerlendirilen denge verilerinin D-R modeline uyum gösterdiği belirlenmiştir. Adsorbanın yapısal özelliklerini belirlemek için çeşitli analiz yöntemleri kullanılmıştır. Yüzey alanlarının ölçümünde Brunauer-Emmett-Teller (BET) yöntemi, termal stabilite ve bozunma analizlerinde Termogravimetrik Analiz (TGA) ve Diferansiyel Termal Analiz (DTA) tercih edilmiştir. Kristal yapıların incelenmesinde X-ışını Kırınımı (XRD), yüzey morfolojisi ve elementel bileşim analizlerinde Taramalı Elektron Mikroskobu ve Enerji Dağılımlı X-ışını Spektroskopisi (SEM-EDX) yöntemleri kullanılmıştır. Kimyasal bağlar ve fonksiyonel grupların analizi için Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopi (FTIR) yöntemi uygulanmıştır. Sonuçlar, metakaolen bazlı jeopolimerin (MKEJ), MnO₂ modifiye formunun, BKY boyarmaddesini sulu çözeltilerden etkili bir şekilde uzaklaştırabileceğini göstermiştir. Bu bulgular, önerilen materyalin düşük maliyetli ve çevre dostu bir adsorban olarak kullanılabilirliğini desteklemektedir.