Ayçiçek sapından sülfürik asit kullanılarak biyokömür üretimi, karakterizasyonu ve sulu çözeltilerden bazı mikrokirleticilerin gidermindeki etkinliğinin incelenmesi

Bakır elementi sulu çözeltilerde genellikle +2 yükseltgenme değerliğinde bulunmaktadır. Bakır (II) iyonları düşük derişimlerde insan sağlığı için zararlı olmamasına karşın yüksek derişimleri başta insan olmak üzere diğer canlılar için toksik özellik göstermektedir. Bakır (II) iyonlarını sulu çözeltilerden gidermek amacıyla sementasyon, adsorpsiyon, membran filtrasyonu, ultrafiltrasyon, elektokimyasal yöntemler ve fotokataliz gibi yöntemler kullanılmaktadır. Bunların arasında adsorpsiyon basit olarak uygulanabilirliği, maliyeti ve verimliği gibi nedenlerle öne çıkmaktadır. Bakır(II) iyonlarının sulu çözeltilerden giderilmesinde biyokömür kullanımı gittikçe önem kazanmaktadır. Bu tez çalışmasında, ayçiçeği saplarından sülfürik asit kullanılarak oda sıcaklığında biyokömür (AYBK) hazırlandı. Üretilen biyokömür kısmi analizler ve FTIR ve SEM-EDS analizleri ile karakterize edildi. Ardından Cu(II) iyonlarının sulu çözeltilerden kesikli (batch) yöntem ile giderilmesi araştırıldı. Bu yöntemde etkili olan faktörler olan sulu fazın pH'sı, AYBK dozajı, Cu(II) başlangıç derişimi, ajitasyon süresi ayrı ayrı incelendi. Cu(II)'nin AYBK üzerinde adsorpsiyon denge verileri Langmuir ve Freundlich eşitliklerine uygulanarak incelendi. AYBK'nın kısmi analiz sonuçlarına göre rutubeti % 10,6, uçucu madde miktarı % 35,3 ve kül miktarının % 9,3 olarak bulunmuştur. Diğer taraftan BET yüzey alanı ise 7,9 m2/g olarak bulunmuştur ki yapısının gözenekliliğinin çok küçük olduğunu göstermektedir. Bu bulgu SEM görüntüleri ile de doğrulanmaktadır. EDS analiz sonuçlarına göre AYBK'nın % 60,17 karbon ve % 35,48 oksijen içerdiği bulunmuştur. Ayrıca yapısında eser düzeyde inorganik safsızlıklar bulunduğu tespit edilmiştir. FTIR analizi sonucunda AYBK'nın yapısında fenolik ve asidik hidroksil gruplarının mevcudiyeti ortaya çıkmıştır. AYBK ile Cu(II) adsorpsiyon deneylerinde en verimli pH değeri pH 5,0 ve adssorpsiyonun dengeye erişme süresi 300 dk. olarak bulunmuştur. AYBK ile Cu(II) adsorpsiyonunda Cu(II) başlangıç derişimin artması adsorplanan Cu(II) miktarının artmasına neden olmuştur. AYBK ile Cu(II) adsorpsiyon dengesinin Langmuir izotermi ile uyumlu olduğu ve maksimum adsorpsiyon kapasitesinin 128,2 mg/g olduğu bulunmuştur. AYBK ile Cu(II) adsorpsiyon kinetiği yalancı ikinci mertebeden kinetik model üzerinden yürüdüğü sonucuna varılmıştır. Ayçiçeği saplarından sülfürik asit kullanılarak üretilen AYBK'nın sulu çözeltilerden Cu(II) iyonlarını sulu çözeltilerden verimli bir şekilde giderebildiği sonucuna varılmıştır.