21
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Tekstil atık su arıtma tesislerinde organik boyar madde yüklü adsorbanların geri kazanımını sağlayacak havuz dizaynı
Tekstil atık suları boyar madde, ağır metal, çözünmüş tuzlar gibi bir çok zararlı kimyasalı içerdiğinden çevre ve canlı organizma açısından tehdit unsurudur. Tekstil atık suları, özellikle biyolojik ayrışmaya karşı dirençli olup alıcı ortam olan suya verilen boya, gün ışığının suya girmesine engel olarak su altındaki fotosentetik hayata olumsuz etki etmektedir. Organik boyar maddeler toksik ve karsinojenik etkilerinden dolayı deşarj edilmeden önce atık sudan uzaklaştırılması gereken kimyasallardır. Dolayısıyla organik boyar maddelerin uzaklaştırılma basamağı bir tekstil atık suyu arıtma prosesinin en önemli basamağıdır. Tekstil endüstrisi, farklı akış hızı ve kompozisyona sahip atık su üretir. Bu amaçla bir çok fiziksel, kimyasal ve biyolojik arıtma sistemleri kullanılmaktadır. Tekstil atık suları, boya mutfağından çıktıktan sonra bir ön arıtma havuzuna alınarak burada kimyasal çöktürmeye tabi tutulurlar. Ardından dengeleme havuzunda diğer birimlerden gelen atıklarla karıştıktan sonra ana arıtma sistemine verilirler. Ancak ön arıtmadan geçmiş olmasına rağmen özellikle bazı boyar maddelerin giderilmesi sorun yaratmaktadır. Bu çalışmada, boya mutfağı atık suyunun etkin bir şekilde arıtılmasını sağlayacak bir pilot atık su arıtma havuzu tasarlanmıştır. Prototipin boyutları, yanal sıvı akışının merkez akışa kıyasla daha yavaş olması durumu dikkate alınarak belirlenmiştir. Prototip havuzun dibi, adsorbanın çamurlaşmasını önlemek amacıyla çakılla döşenmiş ve öğütülmüş adsorban bunların üzerine yerleştirmiştir. Adsorban olarak yüksek adsorpsiyon kapasitesi, düşük maliyeti ve bol bulunuşu gibi avantajlarından dolayı montmorillonit kullanılmıştır. Katı:sıvı oranı 131,18 g/L olarak kullanılmıştır. Daha yüksek süspansiyon konsantrasyonlarında gerek adsorban taneciklerinin hareketi gerekse adsorbatın eddy difüzyonu inhibe olmaktadır. Prototip için havuz boyutları 38,5x82,5x30 cm olarak belirlenmiştir. Bu boyutlara sahip havuz, laboratuvar şartlarında gerçekleştirilen adsorpsiyon denemeleri sonuçlarının ışığında 95 boyar madde çözeltisiyle doldurulmuştur. 95 L, 30.000 ppm organik boyar madde 30 dakika süreyle 12,5 kg adsorban ile temas ettirilmiştir. Prototipe ait boyutların oranı korunarak pilot tesisin boyutları belirlenmiştir. Kesikli sistemle çalışan pilot tesise ait üniteler (pompa, silo, filtre gibi) ve çalışma şartları belirlenmiş, akış diyagramı oluşturulmuş ve pilot tesisin ekonomik analizi yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: tekstil atık suyu, atık su arıtma havuzu, montmorillonit, adsorpsiyon.
Lipaz immobilize edilmiş poliakrilamit hidrojellerinin şişme, aktivite ve salım davranışlarının incelenmesi
Sunulan tez çalışmasında; akrilamit bazlı hidrojeller, amonyum persülfat(APS)/sodyum metabisülfit (SMBS) redoks başlatıcı çifti ve N,N'-metilenbisakrilamit (MBAAm) çapraz bağlayıcı kullanılarak serbest radikalleşme polimerizasyonu ile sentezlenmiştir. İlk aşamada; sentezlenen poliakrilamit hidrojeller farklı kurutma yöntemleri ile kurutularak, jellerin yüzey morfolojisi, dinamik ve kinetik şişme davranışları incelenmiştir. Kurutma yöntemlerinin hidrojellerin su tutma kapasitesi üzerine etkisi araştırılarak en iyi belirlenen kurutma yöntemi ikinci aşama için seçilmiştir. İkinci aşamada ise; su tutma kapasitesini arttırmak amacıyla, poliakrilamit hidrojellere tutuklama yöntemi ile lipaz immobilize edilmiştir. Bu hidrojeller için; ısıl, yapısal, yüzey morfolojisi, aktivite ve salım davranışı, dinamik şişme davranışı incelenmiştir. Hidrojellerin ısıl, yapısal, yüzey özelliklerinin belirlenmesinde, TGA, XRD ve SEM analizleri kullanılmıştır. Bu incelemeler sonucunda, immobilize lipaz miktarı optimize edilmiştir. Modifiye edilmemiş ve optimum miktarda lipaz yüklenerek modifiye edilmiş hidrojellerin dinamik şişme oranlarına çeşitli şişme kinetik modelleri uygulanmıştır ve tüm hidrojeller için difüzyon mekanizması, başlangıç ve denge şişme oranı, çözücü penetrasyon oranı ve difüzyon katsayısı gibi kinetik parametreler belirlenmiştir. Kurutma yöntemlerinin hidrojeller üzerine etkisi incelendiğinde; kötü çözücü yöntemi ile kurutulmuş PAAm hidrojele kıyasla freeze dryer yöntemi ile kurutulmuş PAAm hidrojelin por miktarı ve boyutunun fazla olduğu saptanmıştır. Dolayısıyla; freeze dryer ile kurutulmuş PAAm hidrojelin, yüzey özelliği, dinamik şişme oranı, kinetik şişme parametreleri bakımından diğer yönteme üstünlük sağladığı belirlenmiştir. Böylece; sunulan tezin ikinci aşamasında modifiye edilmiş hidrojeller freeze dryer yöntemi ile kurutulmuştur. Tutuklama yöntemi ile optimum miktarda lipaz immobilize edilmiş PAAm hidrojellerde yüksek ısıl kararlılık, kristal ve/veya üç boyutlu kompleks yapı, hidrojelin por miktarı ve boyutunda farkedilir bir artış belirlenmiştir. Aynı zamanda hidrojelin denge şişme oranlarında ≈ % 1181'lik bir artış tespit edilmiştir ve hidrojellerin su adsorplama kapasitesinin arttığı saptanmıştır. Dolayısıyla modifiye edilmiş bu hidrojellerde karakterize edilen tüm özelliklerinin geliştiği belirlenmiştir. Bu gelişim, iyi bir modifikasyon işleminin gerçekleştirildiğini göstermektedir.
Kitosan bazlı hidrojellerin enzimatik modifikasyonu ve karakterizasyonu
Sunulan tez çalışmasında, kitosan doğal biyopolimerinin glutaraldehit ile çapraz bağlanması sonucunda elde edilen hidrojellerin karakterizasyonu ve bu hidrojellerin enzim ve aminoasitlerle olan modifikasyonu incelenmiştir. Hidrojellerin en önemli özelliklerinden biri olan su tutma kapasitesini arttırmak amacıyla lipaz ve penisilin asilaz enzimleri ile alanin ve lösinaminoasitleri kullanılarak sentezlenen hidrojeller modifiye edilmiştir. Sunulan tezin ilk aşamasında, sentezlenen tüm hidrojellerin şişme davranışları incelenmiştir. Sonrasındaki karakterizasyon çalışmaları, enzim ve aminoasit miktarları optimize edilmiş olan hidrojeller için incelenmiştir. Saf ve modifiye edilmiş hidrojellerin yapısal, ısıl, morfolojik ve yüzey-kesit özelliklerinin belirlenmesi amacıyla FT-IR, TGA, DSC, XRD, SEM analizleri yapılmış, enzim ve aminoasit yapılarından kaynaklanan değişimler tespit edilmiştir. Tüm hidrojel numuneleri için 25°C ve farklı pH çözeltilerinde yapılan şişme deneylerinde, tüm hidrojellerin düşük pH'ta en yüksek şişme oranına sahip olduğu görülmüş ve pH arttıkça şişme oranının azaldığı saptanmıştır. Düşük pH'ta enzim ve aminoasit katkılı kitosan hidrojelleri saf kitosan hidrojeline göre daha iyi bir şişme davranışı sergilemiştir. Bu hidrojel numuneleri arasında, 0,6 g penisilin asilaz/1,0 g kitosan ve 0,04 g lipaz/1,0 g kitosan ve 0,4 g aminoasit/1,0 g kitosan içeren hidrojellerin en yüksek denge şişme oranına sahip olduğu görülmüştür. Bu analiz sonuçları, enzim ve aminoasit katkılı kitosan hidrojellerini saf kitosan hidrojeli ile karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Yapısal analizlerde; tüm hidrojellerin FT-IR spektrumları incelenmiş ve kitosan hidrojeline immobilize edilmiş enzim ve aminoasitlere, aynı zamanda çapraz bağlayıcı olarak kullanılan glutaraldehite ait karakteristik absorpsiyon pikleri görülmüştür. Hidrojellerin ısıl özeliklerinin belirlenmesi için yapılan analizlerdeki TGA termogramlarında; enzim ve aminoasit yüklü kitosan hidrojelerin saf kitosan hidrojeline göre daha düşük sıcaklıklarda ağırlık kaybına uğradığı tespit edilmiştir. Hidrojellerin morfolojik özeliklerinin incelenmesine yönelik yapılan analizlerde; XRD desenlerinden enzim ve aminoasit katkılı kitosan hidrojellerinin karakteristik kırınım pikleri tespit edilmiştir. Ayrıca; tüm kitosan bazlı hidrojellerin yüzey özelliklerinin belirlenmesi için yapılan analizlerde; SEM görüntüleri çekilmiş ve bu görüntülerden enzim ve aminoasit yüklü kitosan hidrojellerinde saf kitosan hidrojeline göre por boyutlarında artma olduğu ve hidrojel yüzeylerinin değiştiği gözlenmiştir. Bütün sonuçlar değerlendirildiğinde; kitosanın enzim ve aminoasitle ile iyi bir şekilde modifiye edildiği sonucu çıkarılmıştır.
Kimyasal püskürtme yöntemiyle büyütülen borik asit katkılı CdS filmlerinin karakterizasyonu
Bu çalışmada, Kadmiyum Sülfür (CdS) yarıiletken filmleri, farklı borik asid (H3BO3) oranlarla ve 350 oC taban sıcaklığında cam alt tabanlar üzerinde kimyasal püskürtme yöntemiyle elde edilmiştir. Elde edilen bu filmlerde borik asidin etkisi incelenmiştir. Bunun için ilk olarak filmlerin yapısal değişimi ve filmlerin elektriksel dirençlerinin değişimi üzerindeki etkisi incelenmiş, bu değişimlerin filme katkısının ne olduğu incelenmiştir. Sabit alt taban sıcaklığında ve değişik oranlarda bor katkılı yarı iletken filmler için çeşitli yapısal parametreler uygun şekilde yöntem ve formüller kullanılarak hesaplanmıştır. Farklı borik asit oranlarıyla elde edilen filmler arasında en iyi filmin %1 borik asit eklenerek yapılan olduğu gözlenmiştir. CdS yarıiletken film örneklerinin dirençleri ve Hall mobiliteleri Van Der Pauw metoduyla bulunmuştur. Elde edilen CdS:B filmlerinin oda sıcaklığındaki temel absorbsiyon spektrumlarından değişim grafiği çizilmiş ve CdS:B yarıiletken filmlerinin direkt bant geçişine sahip olduğu belirlenmiştir. Çizilen bu grafikler yardımıyla belirlenen yasak enerji aralığı değerlerinin literatürde yer alan değerle uyum gösterdiği görülmüştür. Bu çalışmada üretilen filmlerin yapısal, optiksel ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi sonucunda, seçilen katkı oranları içinde en olumlu etkinin %1 oranında borik asidin katkılanması halinde elde edilebileceği sonucuna varılmıştır. Ayrıca bu filmlerin fotovoltaik güneş pillerinde soğurucu tabaka olarak kullanılabileceğini düşünmekteyiz.
Borik asidin, kimyasal püskürtme yöntemiyle büyütülen ZnS filmlerinin kristalizasyonuna etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada, II- VI grup ikili bileşiklerinden olan ZnS:B yarı iletken filmin elde edilme özelliği incelenmiştir. ZnS:B yarı iletken filmi 500 0C alt taban sıcaklığında ZnCl2(0.05M), CS(NH2)2 (0.05M) ve %0, %1, % 3 ,%5 oranlarında H3BO3 (0,05M) püskütme çözeltileri kullanılarak Sprey Pyrolysis (SP) metodu ile cam tabanlar üzerinde üretilmiştir. Belirtilen taban sıcaklığı ve Bor katkılı oranlarda elde edilen filmlerin X-ışını kırınım desenleri incelenerek Zns:B filmlerinin hekzagonal yapıda kristalize olduğu ve polikristal yapıya sahip olduğu gözlemlenmiştir. Kristallerden oluşmuş taneciğin boyutu, elektriksel özellik olan özdirenci ve hall mobilitesi ile enerji bant aralığı değerleri belirlenmiştir. Elde edilen yarı iletken filmlerin karakterizasyonuna çeşitli oranlardaki Bor katkısının etkisi incelenmiştir.
Hidrojel kullanılarak gümüşün geri kazanımı ve adsorpsiyon kinetiğinin incelenmesi
Değerli metallerin geri kazanımı çeşitli yollarla yapılabilmektedir. Bunlar; organik çözücü kullanılarak yapılan çözücü ekstraksiyonu, doğal zeolit, reçine yada aktif karbon kullanılarak yapılan iyon değiştirme, elektrik akımı geçirilerek yapılan elektrokazanım, biyokütle eklenerek metal iyonlarının sulu ortamlardan biyosorpsiyon yoluyla uzaklaştırılması, çözelti içine genelde daha aktif bir metal olan çinko talaşı konularak değerli metalin çöktürülmesi ve çeşitli adsorbentler kullanılarak metal iyonlarının uzaklaştırılması şeklinde yapılan adsorpsiyondur. Uygun maliyetli biyolojik bir yöntem olan, çeşitli biyosorbentler kullanılarak yapılan biyosorpsiyon; sahip olduğu potansiyeliyle geleneksel metodun yerini alarak son yıllarda yapılan araştırmalarda odak noktası olmuştur. Gümüş metalinin geri kazanımı için en çok kullanılan metot adsorpsiyondur. Ancak alternatif olarak iyon değiştirme, biyosorpsiyon ve ekstraksiyon yöntemleri de geliştirilmiştir. Bu geri kazanım yöntemlerine bakıldığında gümüş metali için en uygun metodun, düşük konsantrasyonda, maliyetin düşük olması ve yüksek verim sağlaması sebebiyle adsorpsiyon olduğu saptanmıştır. Bu çalışmada gümüş metali kitosan, poliakrilamit ve selüloz kullanılarak hazırlanan kitosan-poliakrilamit ve kitosan-selüloz hidrojellerinin adsorbent olarak kullanımıyla geri kazanılmış ve yapılan adsorplama işlemiyle gümüş metalinin geri kazanımının sistem kinetiği incelenerek, uygun geri kazanım koşulları belirlenmiştir. Adsorpsiyon işlemlerinde kullanılan hidrojellerin morfolojik özeliklerinin incelenmesi amacıyla X Işını Kırınım Yöntemi (XRD) ve yüzey özelliklerinin belirlenmesi için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Yapılan adsorpsiyon işlemlerinin ardından çözeltiler içinde kalan değerli metal konsantrasyonları İndüktif Olarak Eşleşmiş Plazma Atomik Emisyon Spektrometrisi (ICP-AES) yöntemiyle ölçülmüştür. Sunulan bu tez çalışmasında adsorbent miktarı; 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25 gram, adsorbanın başlangıçtaki konsantrasyonu; 50, 25, 17, 12.5 10 ppm, karıştırma hızı; 100, 150, 200, 250, 300 ppm, adsorpsiyon süresi; 1, 2, 3, 4, 5 saat, pH değerleri; 1.0, 3.0, 5.0, 8.0, 10.0 ve sıcaklık; 20, 30, 40, 50, 60°C olacak şekilde çalışılarak, bu değişkenler için uygun koşullar belirlenmiştir. Uygun koşulların bulunmasının ardından sistem kinetiği incelenerek, Freundlich ve Langmuir ve Brunauer-Emmet-Teller izoterm modelleri uygunluğu incelenmiştir.
7 MW pelton hidro türbin tasarımı
Enerji, yaşam standartlarının yükseltilmesinde önemli bir etkendir. Enerjiye olan gereksinim teknolojinin yaygınlaşmasıyla birlikte gün geçtikçe artmaktadır. Türkiyede enerji tüketimi oldukça hızlı artmaktadır ve enerji tüketiminin %75'i dışarıdan karşılanmaktadır. Bu durum büyüme için önemli bir sorun haline gelmektedir. Dış alım faturasının % 22,4' ünü enerji dış alımına ödeyen ülkemizin 2011 enerji ithalat faturası ise 54 milyar dolara ulaşmaktadır. Bu nedenle ülkemizin enerjide dışa bağımlılığının azaltılması için yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımını arttırmamız gerekmektedir. Rüzgâr enerjisi, Biyoenerji, Jeotermal enerji, Güneş enerjisi ve Hidrolik enerji alternatif enerji kaynakları arasında yer almaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında, enerji üretim maliyetinin düşük ve ülkemizde hidrolik potansiyelinin fazla olması bakımından Hidroelektrik Enerji'nin kullanılması büyük avantajdır. Bu tez çalışmasında; ülkemizde son yıllara kadar tasarım ve imalatı olmayan Pelton türbinlerinin, imalat projesinin başlangıç verileri niteliğinde olan karakteristik büyüklükleri için tasarım algoritmasının verilmesi ve örnek bir proje üzerinde uygulama ile gösterilmesi amaçlanmıştır. Ayrıca, ülkemizin enerji durumu, hidroelektrik santrallerinin genel yapısı, son zamanlarda önemi artan Küçük Hidroelektrik Santraller ile enerji üretimi ve hidrolik türbinlerin genel tanımlarına da yer verilmiştir.
Kimyasal püskürtme yöntemi ile büyütülen çinko oksit filmlerin yapısal ve optiksel özellikleri üzerine borik asidin etkisinin incelenmesi
ZnO hem mikroelektronik, hem de optoelektronik uygulamalarda çok ilgi çeken, önemli bir materyaldir. 3,37 eV direkt enerji aralığına sahip, geniş yasak bantlı bir oksit yarıiletkendir. Bunun sonucu olarak, banttan banda geçişler sebebiyle ZnO film, UV radyasyonunu soğurur. Bundan dolayı yarıiletken oksit ince filmler özellikle güneş pilleri, LCD (Liquid Crystal Display)'ler ve ısı aynaları gibi uygulamalarda sıklıkla kullanılır. ZnO ayrıca, yarıiletken çoklu katmanlarda, fototermal çevrim sistemlerinde, gaz sensörlerinde ve optik pozisyon sensörlerinde kullanılır. Sunulan bu tez çalışmasında, güneş hücrelerinin üretiminde kullanıma çok uygun, düşük maliyetli ve geniş alanlara uygulanabilir bir teknik olan kimyasal püskürtme tekniği ile 450oC sıcaklıktaki alt tabanlara Bor kaynağı olarak Borik asit (H3BO3) kullanarak Bor katkılı ZnO filmler hazırlanmıştır ve bu filmlerin özellikleri Bor konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak incelenmiştir. X-Ray analizi ile filmlerin hekzagonal yapı ile uyumlu polikristalin olduğu ve (002) yönünde bir oryantasyonu tercih ettiği belirlenmiştir. Optik bant aralığının, katkısız ve Bor katkılı ZnO filmlerde 3.46 dan 3.29 eV a değiştiği saptanmıştır. Filmlerin Borik asit konsantrasyonuyla ilişkili, enerji bant aralığında ve yapısal özelliklerinde gözlemlenen değişiklikler detaylı olarak tartışılmıştır. Sunulan bu tez çalışmasında, kimyasal püskürtme yöntemi ile elde edilen katkısız ve Bor katkılı ZnO filmlerin yapısal ve optiksel özelliklerinin güçlü bir şekilde Bor konsantrasyonuna bağlı olduğu belirlenmiştir. Özellikle, ZnO filmler arasında en iyi kristal yapıdaki film, %1,0 (B/Zn) katkı oranında görülmüştür. Elde edilen bu film, polikristalin yapıya sahip olduğu ve (002) boyunca iyi tanımlanmış mikroyapılar ile tercihli oryantasyonu gösterdiği belirlenmiştir. Bor katkısı (% 1,0'de) kristalite düzeyinin arttığı saptanmıştır. Fakat yüksek katkı konsantrasyonlarında (%3,0 ve %5,0) filmlerin kristalizasyon düzeyleri, filmlerin yapısal özelliklerini etkileyen yapı içindeki kusurlar olarak bilinen tanecik sınırlarından dolayı en düşük olduğu belirlenmiştir. XRD analizleri ile Bor konsantrasyonunun ZnO filmlerin kristal ve yapısal özellikleri üzerinde önemli rol oynadığı ve %1,0 Bor konsantrasyonunun en uygun Bor miktarı olduğu sonucuna varılmıştır.
316L çeliğinin Cl¯ içeren ortamlardaki aralık korozyonunun SO4¯ ¯ ve NO3¯ ile önlenmesi
Nükleer, petrokimya, gaz ve boyama endüstrilerinde sıklıkla kullanılan AISI 316L paslanmaz çeliği yüzeyindeki ince krom oksit (Cr2O3) film sayesinde birçok farklı ortamda genel korozyona karşı dirençlidir. Ancak, çelik lokalize korozyon çeşidi olan aralık korozyonuna yatkındır. Aralık korozyonunun yayılma şekli aralık oluşturucu malzemenin türüne, üzerindeki tork değerine ve yüzey pürüzlülüğüne bağlı olarak değişir. Metalin çözülmesi, görünmeyen ve tespit edilemeyen bölgelerde devam ettiği için aralık korozyonu çok düşük bir yük veya kesme kuvveti etkisinde dahi yıkıcı sonuçlara; malzeme, zaman ve iş gücü kayıplarına sebep olabilir. Korozyondan korunmak için alınacak önlemler hem ortamın korozif etkisini azaltıcı hem de metal malzemenin korozyon direncini arttırıcı şekilde olabilir. İnhibitörler kullanılarak çözelti fonksiyonlarını fazlaca etkilemeden genel ve lokal korozyon önlenebilir. İnhibitörler dört farklı mekanizmayla korozyonu önlerler. Bunlar sırası ile metal yüzeyine adsorplanarak yüzeyde birkaç molekül kalınlığında film oluşturma, yüzeyde çökelek oluşturarak yüzeyi kaplama, metalle reaksiyona girerek oluşturulan korozyon ürünleriyle yüzeyde pasiflik sağlama, aşındırıcı iyonların etkisini ortadan kaldırma veya aşındırıcı iyonları ortamdan uzaklaştırmadır. İnhibitörler mekanizmalarına ve bileşimlerine göre anodik inhibitörler, katodik inhibitörler, adsorpsiyon inhibitörleri, korozif tüketiciler, karma inhibitörler, buhar fazı inhibitörleri ve yağda çözünen inhibitörler şeklinde sınıflandırılır. Bu çalışmada, belirlenmiş bir tork değeri altında aralık oluşturucular ile birleştirilen AISI 316L paslanmaz çelik malzemeden dizayn edilmiş parçaların aralık korozyonu ve buna bağlı gelişen korozyon yorulmasının önlenmesi için iki inorganik tuzun inhibisyonu test edildi. Klor iyonlarının paslanmaz çelik malzeme üzerindeki pasif filmi bozucu etkisi bilindiğinden, bu anyonun miktarı kademeli olarak azaltılırken yerine aynı miktarda inhibitör eklendi. İnhibitör olarak anyonik tuzlar olan Na2SO4 ve NaNO3 tercih edildi. Belirlenen çeşitli derişimlerde ki Na2SO4 – NaCl ve NaNO3 – NaCl kombinasyonlarıyla hazırlanan test çözeltilerinin içindeki 316L paslanmaz çeliğinin açık devre potansiyeli (OCP), lineer polarizasyon (LP) ve potansiyodinamik cyclic polarizasyon (CP) testleri havası alınmış 75 °C'lik bir ortamda ASTM G5 standart test prosedürlerine göre yapıldı. AISI 316L'nin bazı test çözeltileri içindeki potansiyodinamik-galvanostatik cyclic polarizasyon testleri yeterli miktarlarda kullanılan her iki inhibitörün de aralık korozyonunu bir dereceye kadar önleyebildiğini gösterdi. Deneysel bulgu ve sonuçlar tablolar ve grafikler halinde rapor edildi. Elde edilen sonuçların karşılaştırmalı değerlendirmeleri yapıldı. Buradan, aralık korozyonunu en çok önleyici olan inhibitörlü çözelti tipleri ve derişimleri belirlendi. Anahtar sözcükler: inhibitör, 316L paslanmaz çelik, potansiyodinamik-galvanostatik cyclic polarizasyon testi.
Kocaeli kentsel atıksu arıtma tesislerinin yapay sinir ağları ile modellenmesi ve entegre tesis tasarımı
Bu çalışmada, kentsel atıksu arıtma tesislerine gelen atıksuyun kaynağı, miktarı ve özelliği ile atıksulara uygulanan arıtma prosesleri değerlendirilerek, uygun arıtma prosesinin seçimi hassas ve az hassas alanlara deşarj edilebilecek yeni bir kentsel atıksu arıtma tesisi dizaynı edilmiştir. Kocaeli ilinde faaliyet gösteren kentsel atıksuların arıtıldığı 42 Evler ile Kullar Atıksu Arıtma Tesislerinin son üç yıla ait proses, giriş ve çıkış su analiz sonuçları değerlendirilerek atıksu karakterizasyonu yapılmıştır. Tesislerde uygulanan arıtma prosesleri hakkında detaylı bilgi verilmiş, söz konusu tesisler ayrı ayrı mevcut durumlarıyla ve yeni bir kentsel atıksu arıtma tesisi olarak ATV-DVWK 131 E standardına uygun olan Belebung programıyla deşarj standartlarını sağlayacak tesis tasarımı gerçekleştirilmiştir. Yeni projelendirilen tesis giriş verileri yapay sinir ağları ile atıksu arıtma tesis işletme simülasyonu yapılmış ve tesis işletmeye alınmadan arıtma tesisinin performansı incelenmiştir. Mevzuata uygun olarak deşarj edilecek atıksular için, her iki tesisin Kullar Atıksu Arıtma Tesisinin arazisinde birleştirilip yeniden projelendirilmesinin optimum çözüm olduğu sonucuna varılmıştır.
Polistiren esaslı gözenekli nanokompozit malzemelerin pickering emülsiyon yöntemiyle hazırlanması ve adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, gözenekli kompozitlerin hazırlanması amacıyla farklı geometrilere sahip nano boyuttaki montmorillonit (MMT) ve halloysit (HL) dolguları, yüksek iç fazlı emülsiyonların (HIPE) stabilizasyonuna katkı sağlayan katı nanopartiküller olarak kullanılmışlardır. Bu yüksek iç fazlı emülsiyonların (HIPE'ler) sürekli fazının polimerizasyonuyla ise poliHIPE'ler elde edilmiştir. Bu amaçla, seçilen nanopartiküllerin yüzeyine, sahip oldukları hidrofilik-hidrofobik özelliklerini değiştirmek ve bu sayede emülsiyon damlacıklarına ait yağ-su arayüzeyinde tutulmalarını sağlamak amacıyla kriyoskopik genişleme ve çözeltide fiziksel adsorpsiyon teknikleriyle, uygun fonksiyonel gruplar içeren ajanların (spirulina mikroyosunu ve setiltrimetilamonyumbromür) immobilizasyonu gerçekleştirilmiştir. Elde edilen modifiye edilmiş dolgular, hazırlanan su/yağ türündeki HIPE'lerin kararlılığının sağlanmasında yardımcı olarak kullanılmıştır. Bu emülsiyonların polimerizasyonuyla poliHIPE kompozit malzemelerin eldesinde etkin olan farklı parametreler değerlendirilmiştir. Ayrıca elde edilen farklı dolgulara sahip gözenekli organik-inorganik hibrit malzemelerin morfolojik özellikleri, ısıl özellikleri ve katyonik bir boyar madde olan Nil Mavisi'nin (NB) sudan uzaklaştırılmasındaki etkinliği incelenmiştir. Modifiye edilmiş dolgularla hazırlanan gözenekli nanokompozitlerin hem ısıl hem de adsorpsiyon özelliği açısından saf poliHIPE malzemeye göre sağladığı kazanımlar kıyaslanarak ortaya konulmuştur. Gözenekli polimerlerin eldesi için yapılan seri halde deneylerde modifiye dolgu yüzdesi ve surfaktan konsantrasyonunun HIPE kararlılığına olan etkisi araştırılmıştır. Herhangi bir modifiye dolgu içermeyen saf HIPE'nin kararlılığı için gerekli minimum surfaktan konsantrasyonu %5 (hac.) olarak bulunmuştur. Buna karşın, modifiye edilmiş MMT ve HL dolguların %0,25-1,00 (ağır.) gibi oldukça düşük miktarlarda kullanıldığı HIPE'lerde kararlılığın sağlanması için gerekli yüzey aktif madde ihtiyacı, %5'in altına düşmüştür. Sp ile modifiye edilmiş MMT dolguları içeren emülsiyonlarda kararlılığın sağlandığı en düşük surfaktan konsantrasyonu %2 olurken, CTAB ile modifiye edilmiş MMT dolgularda bu değer %1 olmuştur. Diğer yandan, HL dolgusunun Sp ile modifikasyonu ile elde edilen modifiye nanotüplerin stabilize edici katı partiküller olarak kullanılmasıyla gerekli surfaktan ihtiyacı %2'ye düşürülmüştür. HL dolgusuna CTAB immobilizasyonu sonucu elde edilen modifiye nanotüplerin kullanımıyla ise surfaktan ihtiyacı yalnızca %1 olmuştur. Modifiye edilen MMT ve HL dolgularını içeren malzemelerin boyar madde adsorpsiyon davranışı değerlendirildiğinde, tüm gözenekli kompozitlerin, saf poliHIPE malzemenin sahip olduğu adsorpsiyon kapasitesi üzerinde performans sergiledikleri görülmüştür. Elde edilen kompozitler içinde en yüksek adsorpsiyon kapasitesini saf poliHIPE'ye kıyasla %578 ve %589 daha fazla boyar madde adsorplayan sırasıyla 0,50Sp-XP-MMT kompoziti ve 0,75CTAB-XP-MMT kompoziti sergilemiştir. Modifiye edilmiş MMT ve HL dolguları içeren gözenekli kompozitlerin ısıl performanslarında da saf poliHIPE'ye kıyasla, yüksek camsı geçiş sıcaklığının eşlik ettiği belirgin iyileşmeler gözlenmiştir. Ayrıca, gözenekli kompozitlerin hazırlanmasında kullanılan farklı geometrilerdeki dolguların emülsiyon kararlılığını sağlamaya yardımcı olma dışında, elde edilen malzemelerin hem ısıl performansında bir iyileşme sağlaması, hem de seçilen boyar maddenin sudan adsorplanmasında etkin rol üstlenmesi, günümüzde boyar madde içerikli atık suların yarattığı çevresel sorunlar ve canlı hayatına verdiği geri döndürülemez zararlar düşünüldüğünde, mühendislik ve çevre açısından getireceği olası kazanımlar bakımından büyük önem arz etmektedir.
Ultrases destekli çinko borat sentezi
Gelişen teknolojiyle birlikte alev geciktiricilere olan ilgi de artmaktadır. Çeşitli üretim yöntemleri bulunan ve maliyeti açısından en çok tercih edilen alev geciktirilerin başında gelen çinko borat, diğer malzemelerle birlikte kullanılarak daha etkin bir kullanım alanına sahip olmaktadır. Yapılan bu tez çalışmasında, ticari formülü 2ZnO.3B2O3.3.5H2O olan çinko borat, ultrases etkisi altında sonokimyasal olarak sentezi gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, çinko oksit (ZnO) ve borik asitin (H3BO3) sulu çözeltileri kullanılmış, reaksiyon sıcaklığı, reaksiyon süresi, reaksiyon başlangıcında karışımındaki H3BO3/ZnO oranı ve ultrases parametrelerinin etkileri incelenmiştir. Ultrases enerjisi kullanılarak sentezlenen çinko boratın fiziksel ve kimyasal karakterizasyonu yapılarak, moleküler formülü, partikül yapısı, ısıl davranışları gibi karakteristik özellikleri belirlenmiştir. Ultrases enerjisi varlığında gerçekleştirilen çalışmalar, kesikli bir reaktörde, belirlenen sıcaklıklarda, 400 rpm karıştırma hızında, 19 mm prob ile sürekli çalışma modunda ve 50 wattlık akustik güçle gerçekleştirilmiştir. Elde edilen numunelerin kimyasal analizleri sonucu % 44.7 oranında ZnO, %38.8 oranında B2O3 ve % 16.5 oranında H2O içerdiği tespit edilmiştir. XRD ve TGA sonuçları incelendiğinde ise; ultrases enerjisi varlığında elde edilen ürünlerin daha yüksek miktarda çinko ve su içeriğine sahip olduğunu ve formülünün 3ZnO.3B2O3.5H2O ve 3ZnO.3B2O3.3.5H2O şeklinde olduğu görülmüştür. Sıcaklık arttıkça bağlı bulunan su miktarında azalma olduğu yapılan deneylerle gözlenmiştir. SEM görüntüleri incelendiğinde ise, ultrasesle üretilen numunelerin geleneksel yöntemle elde edilenlerden daha küçük boyutta olduğu ve morfolojik yapılarının disk şeklinden, disk ve çubuk şekillerinin uniform bir karışımına doğru değiştiği gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde; ultrases enerjisi kullanılarak elde edilen çinko boratlar, daha yüksek miktarlardaki bağlı su içeriği, daha küçük ve uniform dağılımlı tanecik yapısıyla, geleneksel (ultrasessiz) yönteme göre daha etkin bir yanma geciktirici ve duman önleyici özelliklerine sahip olabilmektedirler. Bunun yanısıra reaksiyon süresinin kısalığı da maliyet ve süre açısından önemli bir avantaj olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışma ile ultrases enerjisinin, çinko borat sentezinde kullanımının, oldukça yararlı bir yöntem olarak uygulanabileceği sonucuna varılmaktadır. Anahtar Kelimeler: Çinko Borat, Ultrases, Sonokimya, Sentez, Alev Geciktirici
Kimyasal proseslerin güvenliğinde parlayıcı, patlayıcı kimyasal ortamların etki analizi ve saha uygulaması
Günümüzde başta kimya sanayii olmak üzere pek çok endüstri dalında yaşanan yangın, patlama, kimyasal yayılması gibi olaylar can ve mal kayıplarına ve çevrenin tahribatına sebebiyet vermektedir. Bu tür tehlikelerin engellenmesi ve kontrol altında tutulmasına yönelik tüm çalışmalar 'Proses Güvenliği' kavramı altında ele alınmaktadır ve temel olarak, proses güvenliği bir süreç yönetimidir ve büyük endüstriyel kazaların önlenmesi amacıyla yapılmaktadır. 'İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu' çerçevesinde getirilen risk değerlendirme, acil durum planı hazırlama, SEVESO süreçleri, patlayıcı ortamlara yönelik çalışmalar ile IEC 60079 gibi standartlarla geliştirilen güvenlik ve risk kavramları, Proses Güvenliğinin teknik ve yönetimsel alanlarının bütünleşmesini kaçınılmaz kılmaktadır. Bilindiği gibi kimyasal tesisler çeşitli riskler taşımaktadır ve bu riskler işçilerin hayati önem arzeden kazalara maruz kalmasına ve çevresel tehditlere neden olmaktadır. Bir kimyasal tesiste karşılaşılan başlıca riskler, mekanik tehlikeler, yangın, patlama tehlikeleri, reaktif madde tehlikeleri ve toksik tehlikeleri olarak sınıflandırılabilir. Bu risklerin tam olarak ortadan kaldırılması mümkün olmasa da, bu riskler kabul edilebilir bir seviyeye indirilebilir. Kimyasal tesis kaza türlerinden patlama, tesiste maliyetli ve ölümlü kazalara sebep olmaktadır. Patlama nedenlerinden en etkili olanı gaz ve buhar patlamasıdır. Tesiste oluşabilecek muhtemel tehlikeli bölgelerin tespit edilmesi için yapılması gereken, proseste kullanılan yanıcı gaz ve sıvı kimyasal maddelerin patlamaya sebep olacak fiziksel özelliklerinin belirlenmesi ve tesisteki yayılma kaynağının tespitidir. Bu amaçla, patlayıcı bölge oluşmasına neden olabilecek gaz ve sıvının, prosesteki hız ve debilerinin önceden belirlenmesi ve buna göre tesisin optimize edilmesi gereklidir. Sunulan bu tezde, proses güvenliği alanında Türkiye'deki mevcut durumu belirlemek, ATEX, yangın güvenliği, iş güvenliği ve proses kontrolü alanlarında değerlendirmeler yapmak, patlayıcı ve yanıcı kimyasalların yönetimi konusundaki uygulamalar ile proses güvenliği arasındaki dengeyi tartışmak asıl hedeftir. Tespit edilen sonuçlar ışığında, reel olarak faaliyette bulunan bir tesis için, tehlike arz eden gaz ve sıvı kimyasalların akış hızları, yayınım hızları, gaz ve sıvı hacimsel debileri, kritik basınç ve kritik sıcaklık değerlerinin teorik olarak saptanmasına ilişkin veriler derlenmiştir. Bu veriler ışığında, endüstriyel bir tesis için proses güvenliği sınırlamaları belirlenerek, oluşabilecek patlama ve yangın gibi tehlikelerin oluşma ihtimali formalize edilebilir özellik kazanmıştır.
Karbon fiber esaslı tungsten katalizörlerin sentezi, karakterizasyonu ve fotokatalitik aktivitelerinin incelenmesi
Son on yılda, sanayileşmenin hızla gelişmesi ve nüfus artışı ile birlikte temiz su kaynaklarının azalması önemli bir problem haline gelmiştir. Bu nedenle, ekstraksiyon, oksidasyon, adsorpsiyon, biyodegradasyon ve fotokatalitik bozunum gibi çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Yarı iletkenlerin kullanıldığı fotokatalitik sistemler, çeşitli organik kirleticileri kolayca biyo-bozunur bileşiklere ayırmakta ve işlem sonunda onları zararsız karbon dioksit ve suya dönüştürmektedir.Titanyum Dioksit (TiO2), UV ışın altında yüksek aktivite gösteren, yüksek fotokorozyon direncine sahip bilinen etkin fotokatalizördür. Ancak geniş bant aralığına sahip olması ve buna bağlı aktive olabilmesi için ultraviyole ışınımı gerektirmesi, TiO2' nin uygulamalarını kısıtlamaktadır. Bu sebeplerden dolayı TiO2' ye alternatif olabilecek, bant aralığını azaltıp fotokatalitik aktiviteyi arttırabilecek yeni tip yarı iletken malzemeler geliştirilmiştir. Tungsten trioksit (WO3) dar bant aralığı (2.4‒2.8), toksik olmama, fotosensitivite, fotokorozyon direnci ve ucuz olma özellikleri nedeniyle TiO2 fotokatalizörleri için yeni bir alternatiftir. Ayrıca, TiO2 güneş radyasyonunun yalnızca % 5' ini absorbe ederken, WO3 güneş radyasyonunun % 30' unu absorbe edebilmektedir.Bu çalışmada, karbon fiber esaslı tungsten trioksit (WO3) ve bizmut tungstat (Bi2WO6) katalizörlerinin fotokataliz yöntemiyle endüstriyel boyar madde olan Orange II bozunma verimleri incelenmiştir. Karbon fiber (CF) esaslı WO3 ve Bi2WO6 katalizörleri sırasıyla solvotermal ve hidrotermal yöntemlerle sentezlenmiştir. Karşılaştırma amaçlı ayrıca WO3/TiO2 ve Bi2WO6 katalizörler sentezlenerek katalizörlerin giderim verimleri karşılaştırılmış; en etkin katalizör belirlenmiştir. Katalizörlerin karakterizasyonu SEM, XPS, Raman ve FTIR analizleri ile detaylı incelenmiştir. Fotokataliz deneyleri iki farklı dalgaboyunda (UV-A, Görünür ışın) incelenmiş ve deneyler ayrıca karanlık ortamda gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın devamında farklı karbon fiber oranına sahip katalizörler sentezlenerek karbon fiber katkısının fotokatalitik performansa etkisi incelenmiştir. Deneysel veriler Langmuir-Hinshelwood kinetik modeline uygulanmış ve her bir katalizörün kinetik hız sabitleri hesaplanmıştır. Daha sonra farklı ortam parametrelerinin (organik kirleticinin başlangıç konsantrasyonu, katalizör miktarı, pH) fotokatalitik giderim verimine etkileri incelenerek fotokatalitik bozunum için uygun koşullar belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre WO3/TiO2/CF katalizör için en uygun karbon fiber oranı ağırlıkça %5 olarak, Bi2WO6/CF fotokatalizör için en uygun karbon fiber oranı ise %15 olarak belirlenmiştir. Başlangıç kirletici konsantrasyonunun fotokatalitik giderime etkisi incelendiğinde; her iki katalizör için de, kirleticinin başlangıç konsantrasyonu arttıkça fotokatalitik giderim yüzdesinde düşüş gözlenmiştir. Fotokatalizörün başlangıç miktarındaki artışın ise belli bir seviyeye kadar fotokatalitik giderimi arttırdığı gözlenmiştir. WO3/TiO2/CF asidik ortamda yüksek katalitik verim sergilemiş; Bi2WO6/CF katalizörü ise bazik ortamda yüksek fotokatalitik performans göstermiştir. Anahtar kelimeler: Fotokataliz, tungsten, bizmut, karbon fiber, su arıtımı, Orange II
Biyolojik yöntemle üretilmiş gümüş nanopartikül bağlı aktif karbonun karakterizasyonu ve adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, atık sulardan levofloksasin giderimi için biyolojik yöntemle sentezlenmiş antibakteriyel etkili adsorban geliştirilmiştir. Aktif karbon üretim aşamasında başlangıç maddesi olarak atık mantar kompostu ilk defa kullanılmış ve atıkların geri dönüştürülmesi sağlanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında en geniş yüzey alanına sahip aktif karbonun üretimi için optimum deney koşulları belirlenmiştir. Atık mantar kompostu, karbonizasyon aşamasından önce H3PO4 ile muamele edilerek gözenek yapısının gelişmesi için elverişli hale getirilmiştir. Karbonizasyon aşamasında karbonizasyon sıcaklığı (°C), impregnant oranı (g H3PO4/g atık mantar kompostu) ve karbonizasyon süresi (dk) gibi üç önemli parametrenin aktif karbon verimi ve aktif karbonların metilen mavisi adsorpsiyon kapasitesi üzerine etkileri incelenmiştir. Karbonizasyon prosesi için deney koşulları Merkezi Kompozit Tasarım yöntemiyle belirlenmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda atık mantar kompostundan sentezlenen aktif karbonların verimi ve metilen mavisi adsorpsiyon kapasitesi için karbonizasyon sıcaklığı, impregnant (emdirme) oranı ve aktivasyon süresinin etkisini belirten istatistiksel modeller geliştirilmiştir. Model denklemler elde edilirken Merkezi Kompozit Tasarım temelli Cevap Yüzey Metodu kullanılmıştır. Elde edilen aktif karbonlardan en düşük, orta ve en yüksek metilen mavisi adsorpsiyon kapasitesine sahip olanların SEM, FTIR ve BET analizleri yapılmıştır. En geniş BET yüzey alanına sahip olan aktif karbon belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında ultrases destekli biyolojik yöntemle gümüş nanopartikül üretimi için sentez koşulları optimize edilmiştir. Gümüş nanopartikül sentezinde indirgen ajan olarak biyolojik ve çevre dostu olması nedeniyle mısır koçanı ekstraktı kullanılmıştır. İndirgen ajan oranı (AgNO3/mısır koçanı ekstraktı), reaksiyon süresi (dk) ve ultrases gücünün (W) gümüş nanopartikül sentez verimine, partikül çapına ve morfolojisine etkisi incelenmiştir. En yüksek verimle elde edilen, küresel ve küçük çaplı gümüş nanopartikül sentezi için optimum koşullar belirlenmiştir. Gümüş nanopartiküllerin karakterizasyonu UV-görünür alan spektrofotometre, TEM, EDS ve XRD analizleriyle gerçekleştirilmiştir. En yüksek verimle elde edilen gümüş nanopartiküller, bir önceki aşamada elde edilen en geniş yüzey alanına sahip aktif karbona bağlanarak gümüş nanopartikül bağlı (katkılı) aktif karbon elde edilmiştir. Gümüş nanopartikül bağlı aktif karbon için TEM, EDS, XRD ve BET analizleri gerçekleştirilmiştir. Bir sonraki aşamada, üretilmiş olan aktif karbon ve gümüş nanopartikül bağlı (katkılı) aktif karbonun adsorpsiyon özellikleri incelenmiştir. Öncelikli olarak, aktif karbon ve gümüş nanopartikül bağlı aktif karbonun levofloksasin adsorplama kapasitelerinin başlangıç konsantrasyonu ve temas süresiyle değişimini araştırmak için deneysel çalışmalar yapılmıştır. Elde edilen deneysel verilere göre, her iki adsorban için de Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izoterm modelleri ile Lagergren, yalancı ikinci dereceden kinetik model ve partikül içi kinetik modeller irdelenmiştir. Çalışmanın son aşamasında, aktif karbon ve gümüş nanopartikül bağlı aktif karbonun antibakteriyel özelliklerini belirlemek amacıyla disk difüzyon metodu kullanılmıştır. Her iki malzemenin gram-negatif Escherichia coli (E. coli) ve gram-pozitif Staphylococcus aureus (S. aureus) olmak üzere iki çeşit bakteriye karşı antibakteriyel özellikleri karşılaştırılmıştır. Tüm deneysel veriler ışığında, levofloksasin adsorpsiyonu için biyolojik yöntemle üretilmiş antibakteriyel özellikli bir adsorbanın etkinliği değerlendirilmiştir. Yürütülmüş olan tez çalışmasında üstün adsorpsiyon özelliklerine sahip aktif karbon ve gümüş nanopartikül bağlı aktif karbon üretilmiştir. Aktif karbona gümüş nanopartikül bağlanmasıyla malzemenin antibakteriyel etki kazandığı Escherichia coli ve Staphylococcus aureus bakterileriyle yapılmış olan disk difüzyon metoduyla ispatlanmıştır. Ayrıca aktif karbonun levofloksasin adsorpsiyon kapasitesinde gümüş nanopartikül bağlanmasıyla birlikte %10 artış görülmüştür. Çalışmanın sonucunda elde edilen gümüş nanopartikül bağlı aktif karbon sayesinde, atıksulardan levofloksasin adsorpsiyonunda kullanıbilecek, ultrases destekli biyolojik yöntemle üretilmiş, antibakteriyel özellikli, çevre dostu, ekonomik ve sürdüreülebilir bir adsorban elde edilmiştir.
Uranil katyonlarının hümik asit immobilize kitosan/PVA kompoziti üzerinde adsorpsiyon ve desorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Uranyum, önemli bir enerji kaynağı potansiyeli olması ile birlikte yeraltı suyu, toprak ve sediman gibi çevresel sistemlerde önemli bir radyoaktif kirleticidir. Kirleticilerin uzaklaştırılmasında çeşitli yöntemler kullanılmakla birlikte adsorpsiyon, ucuz ve kolay uygulanabilir bir yöntem olarak ön plana çıkmaktadır. Kil, doğal veya sentetik polimerler gibi adsorbanlar, sulu çözeltilerden metal iyonlarınının uzaklaştırılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, uranil katyonu için yüksek affiniteye sahip, hümik asit ve kitosan gibi doğal biopolimerlerden sentezlenmiş yeni bir adsorban üretilmiş ve bu adsorban üzerinde uranil katyonunun adsorpsiyonu incelenmiştir. Çalışma, iki aşamadan oluşmaktadır. İlk aşamada, kitosan/PVA hidrojel matrisine kütlece farklı oranlarda hümik asit immobilize edilerek sentezlenen materyallerin çeşitli yöntemlerle karakterizasyonu yapılmış; pH duyarlılığı, şişme/büzülme davranışı, şişme kinetiği ve difüzyon katsayısı belirlenmiştir. İkinci aşamada ise, kütlece %3 oranında hümik asitle immobilize edilmiş adsorban üzerinde uranil adsorpsiyonuna ait, dengeye ulaşılma süresi, izoterm tipi, maksimum adsorpsiyon pH' sı gibi başlıca parametreler belirlenmiştir. Ch/PVA/HA:3'ün uranil katyonu için adsorpsiyon kapasitesi, kesikli test ve kolon kapasitesi olarak tayin edilmiş, adsorpsiyon kinetiğinin psedo 2. derece kinetik modele uyduğu tespit edilmiştir. Ayrıca sodyum asetat ve sodyum nitrat çözeltileri ile desorpsiyonu çalışılmıştır. Tüm sonuçlar Ch/PVA üzerinde uranil adsorpsiyonundan elde edilen sonuçlarla kıyaslanmıştır. Kütlece %3 oranında hümik asit içeren biopolimerik adsorbanın uranil iyonlarının mobilizasyonunu engellediği belirlenmiştir.
İğde çekirdeğinin piroliz kinetiğinin termogravimetrik analiz ile incelenmesi
Son yüzyıldaki teknolojik değişmelere ve gelişmelere bağlı olarak dünyanın enerji ihtiyacı sürekli artmaktadır. Fosil enerji kaynaklarının sınırlı olması ve hızla tükenmesi alternatif enerji kaynaklarına ihtiyaç duyulmasına sebep olmuştur. Bu arayış çerçevesinde yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi artmıştır. Yenilenebilir enerji kaynakları, güneş, rüzgâr, hidrolik, dalga, jeotermal ve biyokütle olarak sınıflandırılabilir. Biyokütle enerjisi bu kaynaklar arasında oldukça büyük bir önem taşımaktadır. 1973 yılında yaşanan petrol krizi sonrası biyokütle enerjisi ile ilgili pek çok araştırma yapılmaya başlanmıştır. Günümüzde de fosil yakıt rezervlerinin azalması ve petrol fiyatlarının yüksek olması sebebiyle biyokütle önemini koruyan bir enerji kaynağı olmaya devam etmektedir. Yapısında temel olarak karbon, hidrojen ve oksijen bulunduran, kısa sürede yenilenebilen tüm bitkisel, hayvansal ve mikrobiyal kökenli maddeler biyokütle olarak tanımlanır. Biyokütleler doğrudan yakılabileceği gibi, çeşitli termokimyasal dönüşüm proseslerinden geçirilerek sıvı, katı ve gaz yakıtlarına dönüştürülerek de kullanılabilir. Bu dönüşüm proseslerinden en çok kullanılanlarından birisi pirolizdir. Biyokütlenin oksijensiz ortamda ısıl bozunma işlemi olarak tanımlanan piroliz işlemi sonucunda karbonca zengin katı ürün, yağımsı yapıda sıvı ürün ve hidrokarbonca zengin gaz ürün elde edilir. Bir biyokütle örneği olan iğde ağacı, bozulmuş toprakların kullanılabilir hale getirmesi ve erozyonu önleyici özellikleri sebebiyle önemli bir türdür. İğde, topraktaki yüksek tuzluluk, şiddetli kuraklık ve toprağın alkalinitesine karşı dayanıklılığı nedeniyle aşırı kuru alanlarda yetiştirilerek ekosistem fonksiyonlarının korunmasında önemli bir etkiye sahiptir. Bu özellikleri sebebiyle son yıllarda iğde üretiminin artırılmasına yönelik çalışmalar başlamıştır. Bu amaçla dünyada ve ülkemizde uzun zamandır bilinen ve kullanılan iğdenin ekonomik değerinin artırılması planlanmaktadır. İğde meyvesi gıda, kozmetik, kimya endüstrisinde kullanılmasının yanı sıra tıp alanında da yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu işlemlerin sonucunda ortaya çıkan atık olan iğde çekirdekleri ise bertaraf edilmekte, yakılmakta veya sembolik rakamlarla satılmaktadır. Bu çalışma ile iğde çekirdeğinin termogravimetrik analiz yöntemiyle piroliz kinetiği çalışılmış ve kinetik parametreleri hesaplanmıştır. İğde çekirdeğinin piroliz kinetiği, üç farklı tanecik boyutunda (38-75 µm; 75-150 µm; ve 180-425 µm), azot atmosferi altında 5, 10, 20 ve 40°C/dakısıtma hızlarında, termogravimetrik analiz ile incelenmiştir. Isıl karakterizasyon işlemleri sonucunda elde edilen veriler, iğde çekirdeği numuneleri için dört ayrı bölgeye ayrılarak yorumlanmıştır. Bu bölgelerden ikisi, aktif piroliz bölgesidir ve termogravimetrik değerlendirmeler bu iki bölge temel alınarak yapılmıştır. Her bölgeye ait karakteristik sıcaklıklar belirlenmiş ve kullanılan yöntemlerde belirlenen sıcaklık aralıkları kullanılmıştır. Kinetik parametrelerin hesaplanmasında, hem modele bağlı hem de modelden bağımsız yöntemler kullanılarak her yöntemle elde edilen aktivasyon enerjileri karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Kullanılan modele bağlı yöntemler, Coats-Redfern ve Horowitz-Metzger yöntemleri; modelden bağımsız yöntemler ise Flynn-Wall-Ozawa ve Kissinger-Akahira-Sunose yöntemleridir.
Yüzey sularında su kalitesi parametrelerinin modellenmesi
Bu çalışmada Yalova İli sınırları dahilindeki on bir dereden ikisi olan ve şehrin içinden geçmesi sebebiyle önem taşıyan Samanlı ve Safran Derelerinin su kalitesi incelenmiştir. Samanlı ve Safran Dereleri üzerinde belirlenen toplam 5 istasyondan 1 su yılı (53 hafta) boyunca alınan örneklerde EPA metotlarına uygun olacak şekilde pH, iletkenlik, çözünmüş oksijen, alkalinite, anorganik besin maddeleri (nitrat, nitrit, fosfat) analizleri gerçekleştirilmiştir. Tüm denemelerden elde edilen veriler sayesinde Matlab ile Microsoft Excel programları kullanılarak ve Çoklu Lineer Regresyon Modeli kullanılarak lineer ve nonlineer denklemler modellenmiştir. Bu istasyonların korelasyonu ile deneysel ve modelden hesaplanan teorik veriler arasındaki standart sapmalar hesaplanmıştır. Böylelikle bu modeller kullanılarak hesaplanan değerlerin uyumluluğu incelenmiştir. Bu sayede sonraki 8 ayı tahmin edebilen lineer model denklemler üretilerek kullanıma hazır hale getirilmiştir. Modeller sayesinde havzalar dışındaki istasyonlarda deneysel verilere paralel sonuçlar edildiği, ve hata oranlarının çok düşük olduğu gözlenmiştir. Fakat derelerin denize döküldüğü istasyonlar incelendiğinde denizdeki saliniteden kaynaklı yüksek hatalar elde edilmiştir.
Biyokompozit malzemelerin farmasötik kimyasalların adsorpsiyonunda kullanımı
Sunulan bu tez çalışmasında, aljinat (Alg) küreleri ve aktif karbonun (AK) biyokompozit haline getirilmesi ile elde edilen adsorban yüzeylerin atıksulardan tetrasiklin adsorpsiyonunda kullanım performansları incelenmiştir. Tez çalışmasının temel amacı, farklı oranlarda aktif karbon ile katkılanmış aljinat kürelerinin tetrasiklin için adsorpsiyon davranışını test etmektir. Sentezlenen AK katkılı Alg kürelerinin karakterizasyonları FT-IR, TGA, DSC, SEM ve XPS analizi ile gerçekleştirilmiş, adsorpsiyon izotermleri, kinetiği, termodinamiği, adsorpsiyon mekanizması, yeniden kullanılabilirliği incelenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalarda, Alg kürelerinin AK ile modifiye edilmesiyle sentezlenen Alg-AK adsorban yüzeyleri ile 5 saat boyunca yapılan adsorpsiyon deneylerinden tetrasiklin giderim performansının %29,0'dan %100,0'e yükseldiği saptanmıştır. Langmuir, D-R, Temkin, Halsey ve Harkins- Jura izoterm modelleri ile tetrasiklin adsorpsiyonu incelenmiş ve izoterm parametreleri tespit edilmiştir. Adsorpsiyon kinetiği, psödo birinci dereceden, psödo ikinci dereceden, Elovich, Weber – Morris ve Bangham modelleri için incelenmiş ve AK katkılı Alg küreleri üzerine tetrasiklin adsorpsiyonunun psödo ikinci dereceden kinetik modeli ile uyumlu olduğu görülmüştür. Sunulan tez çalışmasındaki tüm çalışmalar değerlendirildiğinde, düşük maliyetle sentezlenebilen aktif karbon ile modifiye edilmiş aljinat küreleri ilaç hammaddelerini atık sulardan giderimi için yüksek bir potansiyele sahip olduğu görüldü.
Alüminyum siyah drossundan hidrometalurjik ve pirometalurjik yöntemler ile Al2O3 esaslı seramiklerin üretiminin araştırılması
Alüminyum drossu (curuf), ergitme, ergimiş metalin transferi ve rafinasyonu süreçlerinde alüminyumun oksijene olan yüksek ilgisinden dolayı oluşmaktadır. Dross, metalik ya da metalik olmayan bileşenler içermektedir ve siyah/beyaz olarak sınıflandırılmaktadır. Beyaz dross, yüksek metalik alüminyum içeriğine sahipken siyah dross düşük metalik alüminyum içeriğine sahiptir. Bu çalışmada, pirometalurjik ve hidrometalurjik işlemlerle siyah drossun değerlendirilmesi için optimum koşulların belirlenmesi amaçlanmıştır. Deneysel çalışmaların ilk aşamasında, halojenür esaslı safsızlıkları buharlaştırma yoluyla gidermek ve metalik alüminyum içeriğini Al2O3'e dönüştürmek için siyah dross beş farklı sıcaklıkta kalsine edilmiştir. Çalışmaların ikinci aşamasında, orijinal ve kalsine dross, mümkün olduğunca saf alümina esaslı seramik elde edebilmek için farklı reaktiflerle liç edilmiştir. Liç deneylerindeki amaç, empüritelerin çözeltiye alınarak liç deneylerinde kullanılan asitlerin içerisinde çözünürlüğü bulunmayan alüminanın filtre kekinde kalıp saflaştırılmasıdır. 1100 °C'de 60 dk. boyunca kalsine edilmiş drossun 10 mL H2SO4 ve 40 mL distile sudan oluşan çözelti içerisinde liç edilmesi ile gerçekleştirilmiş çalışmadan elde edilen alümina esaslı seramik tozları, 600 MPa tek eksenli basınç altında preslenmiş ve refrakter malzeme olarak kullanılabilirliğin görmek için argon atmosferi altında 1550 °C'ye kadar artan sıcaklıklarda 60 dk. süre ile sinterlenmiştir. Hammaddeleri, üretilen seramik tozlarını ve sinterlenmiş seramikleri karakterize etmek için XRD, XRF, kimyasal analiz, TGA, Vickers sertlik ölçümü ve Archimedes yoğunluk ölçümü teknikleri kullanılmıştır.
Montmorillonit kilinin ilaç iletim sistemine etkisinin araştırılması
Killer, şekil verilebilme özelliğinin olması nedeniyle özellikle seramik, kağıt, plastik, kauçuk endüstrisinde ve boyar madde üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yenilenen teknolojiyle birlikte kilin tıp alanında kullanımı son yıllarda artış göstermektedir. Kil mineralleri, geniş yüzey alanları, yüksek adsorpsiyon kapasiteleri ve ara yüzey oluşturma gibi özelliklerinden dolayı tıbbi ürünlerde temel bileşen olarak kullanılmaktadır. Kaolinit, halloysit, montmorillonit gibi doğal kil mineralleri sahip olduğu bu özellikler sebebiyle kontrollü ilaç salınım sistemlerinde etkin bir rol oynamaktadır. Montmorillonit (MMT), çözünürlük, çözünme oranı ve adsorpsiyon dahil olmak üzere ilaçların farmasötik özelliklerini kontrol etmek ve geliştirmek için ilaç iletim sistemlerinde yaygın olarak kullanılan smektit grubuna ait kil mineralidir. Siprofloksasin (CPx), kinolon grubu antibiyotikler sınıfında yer alıp, yaygın olarak üriner sistem enfeksiyonlarında kullanılmaktadır. Temel olarak gastrointestinal sistemin proksimal bölgelerinde emilim gösteren bir antibiyotiktir. Antibakteriyel özelliğe sahip olan siprofloksasinin kaolin, montmorillonit gibi doğal killerin üzerine adsorbe edilmesiyle kontrollü salınımı sağlanmaktadır. Bu çalışmada, montmorillonit-siprofloksasin nanokompoziti sentezlenerek titanyum dioksit ile kaplanması sağlanacaktır. Elde edilen nanokompozitten, siprofloksasinin kontrollü salınımı incelenecektir. Nanokompozitlerin karakterizasyonu XRD, FTIR, zeta potansiyeli ve BET yüzey alanı analizleri ile incelenecektir. Salınım verilerinin kinetik analizleri için sıfırıncı dereceden kinetik eşitlik, birinci dereceden Higuchi modeli ve Korsmeyer-Peppas eşitliği kullanılacaktır.