Bitkilerden metal nanopartiküllerin sentezi ve fenol ve ağır metal iyon adsorpsiyonunda kullanımının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada yeşil sentez yöntemi ile sentezlenen çinko oksit nanopartikülleri (ZnO NPs) ve ZnO NPs' nin halloysit (HNT) ve kitosan (CTS) ile kompozit halleri adsorban olarak kullanılarak, bakır (II), nikel (II) ve fenolün giderimi sentetik atıksulardan kesikli sistem ile incelenmiştir.Bu amaçla öncelikle indirgeyici ajan olarak soğan kabuğu ekstraktı kullanılarak ZnO NPs' lerin yeşil sentez yöntemi ile üretimi sağlanmıştır. Nanopartikül sentezi için metal çözelti derişimi, metal çözeltisi: ekstrakt miktarı oranı, ortam pH' ı ve tepkime sıcaklığı gibi parametreler incelenmiştir.Kesikli sistem deneylerinde adsorpsiyonu etkileyen pH, adsorban miktarı, temas süresi, başlangıç kirletici derişimi ve sıcaklık gibi parametreler incelenmiştir. Elde edilen verilere Langmuir, Freundlich ve Temkin izoterm modelleri uygulanmıştır. İzotermlerden elde edilen sonuçlar tüm adsorbanların Langmuir izotermine uyum sağladığını göstermiştir. Adsorpsiyon kinetiğinin belirlenmesinde sözde birinci derece kinetik modeli, sözde ikinci derece kinetik modeli, tanecik içi difüzyon modeli ve Elovich modeli incelenmiştir. Tüm adsorbanların Cu (II), Ni (II) ve fenol adsorpsiyonunda sözde ikinci derece hız denklemine uyduğu belirlenmiştir. Cu (II), Ni (II) ve fenol adsorpsiyonu için termodimamik hesaplamalar yapılarak ∆H, ∆S ve ∆G değerleri hesaplanmıştır. Adsorpsiyon sisteminin kendiliğinden gerçekleştiği ve ekzotermik olduğu belirlenmiştir.Yeşil sentez yöntemi ile sentezlenen ZnO NPs ayrıca halloysit ve kitosan kullanılarak elde edilen kompozit hallerinin karakterizasyonu FTIR, XRD, SEM, BET, Zeta potansiyeli ve AFM ile analiz edilmiştir. Adsorbanların adsorpsiyon işleminden sonra kullanılmış adsorbanlar ise SEM ve FTIR ile analiz edilerek, kullanım öncesi ve sonrası meydana gelen değişimler yorumlanmıştır.Sonuç olarak sentezlenen tüm adsorbanların Cu (II), Ni (II) ve fenol adsorpsiyonu için kullanılabilir olduğu belirlenmiştir.

In this study, zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) synthesized by green synthesis method and composites of ZnO NPs with halloysite (HNT) and chitosan (CTS) are used as adsorbent. For this purpose, by using onion peel extract as the reducing agent, ZnO NPs were produced by green synthesis method. For nanoparticle synthesis, metal solution concentration, metal solution: extract amount ratio, ambient pH and reaction temperature were investigated.The parameters affecting pH, adsorbent amount, contact time, initial pollutant concentration and temperature were investigated in batch system experiments. Langmuir, Freundlich and Temkin isotherm models were applied to the obtained data. The results obtained from isotherms showed that all adsorbents were compatible with Langmuir isotherm. In order to determine the adsorption kinetics, pseudo first order kinetic model, pseudo second order kinetic model, the intraparticle diffusion model and the Elovich model were examined. It was determined that all adsorbents comply with the pseudo second order equation in Cu (II), Ni (II) and phenol adsorption. ∆H, ∆S and ∆G values were calculated by using thermodynamic calculations for Cu (II), Ni (II) and phenol adsorption.ZnO NPs synthesized by green synthesis method and the characterization of composite states obtained by using halloysite and chitosan were analyzed by FTIR, XRD, SEM, BET, Zeta potential and AFM. The adsorbents used after adsorption were analyzed by SEM and FTIR and the changes in the adsorbents before and after use were interpreted.As a result, all synthesized adsorbents can be used for Cu (II), Ni (II) and phenol adsorption. It has been determined that the adsorption system takes place by itself and is exothermic.