Sulardan stronsiyum giderimi için yeni tip nanobiyokompozitlerin geliştirilmesi ve adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2022
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Nişasta depo enerji kaynağı olarak birçok bitki tarafından üretilen doğal, yenilebilir ve biyobozunur bir polimerdir. Doğada en çok bulunan ikinci biyokütle malzemedir. Bu çalışmada, 2 farklı nişasta çeşidi (mısır ve buğday) kullanılarak manyetik (Fe3O4) nanobiyokompozit malzemeler birlikte çöktürme yöntemiyle sentezlenmiş ve sentezde rol oynayan bazı deneysel parametrelerin (nişasta konsantrasyonu, NaOH konsantrasyonu ve nanopartiküllerin yaşlandırma süresi gibi) etkileri incelenerek sentez ürünlerinin farklılıkları ortaya konmuştur. Manyetik özelliği ile hızlı bir şekilde ayırım sağlayabilen ve toksik özelliği bulunmayan nişasta tabanlı manyetik-nanobiyokompozit malzemelerin Sr (II) iyonlarının sulu çözeltilerden giderilmesinde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Elde edilen nişasta temelli manyetik nanokompozit malzemelerin karakterizasyonu için XRD, FT-IR, VSM, BET yüzey alanı analizleri, SEM ve TEM görüntülemeleri ve zeta potensiyel ölçümleri yapılmıştır. Adsorpsiyona etki eden parametreler, tam faktöriyel deney tasarımı kullanılarak incelenmiştir. Adsorpsiyon çalışmamızda, pH, sıcaklık, başlangıç Sr (II) konsantrasyonu ve temas süresi dört bağımsız değişken olarak belirlenmiştir. En küçük kareler yöntemi kullanılarak regresyon katsayıları bulunmuş, tam faktöriyel deney tasarımdan elde edilen polinomal denkleme göre cevap yüzey grafikleri oluşturulmuştur. Tam faktöriyel deney tasarımı ile birlikte % 95 güven aralığı içerisinde olan ANOVA (analysis of variance) analizi incelenmiş sonucunda model ile deneysel bulguların uyumuna bakılmıştır. Modelin önemlilik F değerinin P<0, 05 ve model F değerinin MBNK_3 için 169, 81 ve MMNK_3 için 17, 19 olarak sonuçlanması, regresyonunun istatistikî olarak yüksek değer gösterdiğini belirtmektedir. Korelasyon katsayısı (R2) değerinin MBNK_3 için % 99 ve MMNK_3 için %97 olarak sonuçlanması ise gözlenen değerler ile öngörülen değerler arasında yüksek bir uyumluluk olduğunu göstermektedir. Her bir etkenin, karelerinin ve etkenler arasında etkileşimin istatistiksel incelenmesi ve adsorpsiyon prosesine olan etkilerinin değerlendirilmesi gerçekleştirilmiştir. Her bir adsorpsiyon parametresinin incelenmesi sonucunda, ana etkilerden pH'nin ve derişimin MBNK_3 ile yapılan adsorpsiyon prosesinde arttırıcı yönde ve anlamlı bir değişikliğe yol açarken; zaman ve sıcaklığın ise istatistiksel olarak anlamlı bir değişikliğe yol açmadığı görülmüştür. Aynı şekilde MMNK_3 ile yapılan adsorpsiyon prosesinde derişim artırıcı yönde, pH, süre ve sıcaklığın ise istatistiksel olarak anlamlı bir değişikliğe yol açmadığı görülmüştür. Bununla birlikte MBNK_3 adsorbanı üzerine Sr (II) adsorpsiyonunda parametrelerin birlikte etkilerinin anlamlı olmadığı, sadece MMNK_3 adsorbanı üzerine Sr (II) adsorpsiyonunda derişim ve süresinin birlikte etkisi anlamlı bulunmuştur. Manyetik nanobiyokompozitin bileşimi ve kimyasal durumu Sr (II) adsorpsiyonu sonrasında XPS analizi ile incelenmiştir. Adsorpsiyon modelinin belirlenmesi için Langmuir, Freundlich ve Dubinin-Radushkevich izotermleri kullanılarak ilgili parametreler hesaplanmıştır. Ayrıca adsorpsiyon termodinamiğine ait değerler olan Gibbs serbest enerji değişimi, entalpi ve entropi değerleri hesaplanmıştır. Stronsiyumun sulu çözeltilerden uzaklaştırılması için, elde edilen adsorbanların stronsiyuma karşı adsorpsiyon davranışları ortam pH'ı, stronsiyum derişimi, sıcaklık, temas süresi ve adsorban dozajı gibi temel deneysel parametrelerin etkisi TFDT ile modellenerek incelenmiştir. Adsorpsiyon modelinin belirlenmesi için Langmuir, Freundlich ve Dubinin-Radushkevich izotermleri kullanılmış ve ilgili parametreler hesaplanmıştır. Ayrıca entalpi, Gibbs serbest enerji değişimi ve entropi gibi adsorpsiyon termodinamik parametreleri hesaplanmıştır.;Nişasta, stronsiyum, adsorpsiyon, manyetit, nanokompozit.;Starch, strontium, adsorption, magnetite, nanocomposite.
Açıklama
Nükleer Bilimler Enstitüsü Araştırma Projesi
Araştırma Projesi elektronik ortamda bulunmaktadır.
Araştırma Projesi elektronik ortamda bulunmaktadır.
