Demir ve alüminyum oksitlerle yüzey özellikleri geliştirilen zeolitler ile arsenik adsoprsiyonunun incelenmesi

Endüstrinin hızla gelişmesi ile birlikte oluşan atık sular yer altı ve yer üstü sularını hızla kirlettiğinden dünya ciddi bir su krizi ile karĢı karĢıyadır. Endüstriyel atık sular; metaloidler, klorofenoller, ağır metaller, benzen, naftalin, sülfonlar gibi çevre ve insan sağlığı için toksik etki gösteren kirlilikler içermektedir. Ayrıca, doğal içme suyu kaynakları da tüm canlıların sağlığını tehdit eden derişimlerde çeşitli maddeler bulundurmaktadır. Bu kirliliklerin giderilmesi; kimyasal çöktürme, koagülasyon, kompleks oluşturma, iyon değişimi, ekstraksiyon, biyolojik yöntemler ve adsorpsiyon gibi değişik yöntemleri gerektirir. İyon değişimi ve adsorpsiyon yöntemi, işlemin kolaylığı, maliyet ve enerji gereksiniminin az olması, çok düşük derişimlerde dahi etkili giderim sağlaması nedenleriyle en çok tercih edilenidir. Bu yöntemin etkinliği kullanılan adsorbanın kapasitesi ve özelliklerine bağlıdır. Doğal zeolitler; katyon değişimi, moleküler elek ve sorpsiyon gibi çeşitli fizikokimyasal özelliğe sahip gözenekli alüminasilikatlardır. Sularda kirlilik oluşturan katyon, anyon ve organik bileşiklerin giderilmesinde doğal ve modifiye zeolitler kullanılmaktadır. Zeolitlerin metal oksitlerle modifikasyonu son yıllarda gittikçe önem kazanmıştır. Su arıtım sistemleri için geliştirilmiş nanoboyutlu metal oksitler; Fe3O4 (manyetit), γ-Fe2O3 (maghemit), Fe (III) ve Fe(II) oksit grupları ve Al (oxi)hidroksitler yapısal özelliklerine göre ağır metallerin ve metalloidlerin giderilmesinde yüksek performans göstermektedirler. Manyetik olarak aktive edilmiş adsorbanlar; metallere olan ilgileri, oksidasyona karşı dirençleri, yüksek yüzey alanı, hızlı kinetik ve organik maddelerden etkilenmeme gibi özellikleri nedeniyle suların arıtımında önemlidir. Metal oksitlerin güçlü oksitleme, redoks seçiciliği, yüksek foto-kararlılık, kolay ayırma ve yüksek çekicilik –özellikle arseniğe karşı- gibi özellikleriyle su arıtım işlemlerinde kullanılmaktadırlar. Bunun yanısıra Al(oxi)hidroksitler; doğada her yerde bulunabilen ve reaktif olan, yüksek yüzey alanına ve yük yoğunluğuna böylelikle yüksek yüzey reaktivitesine sahiptirler. Çalışmada yüksek afiniteye sahip Fe (hidro)oksitler ve kimyasal kararlılığa sahip Al (oxi)hidroksitlerin kombinasyonu ile sulardan arsenik giderilmesine yönelik bir çözüm sunulmuştur. Çalışmada, doğal zeolit metal oksit partikülleri ile modifiye edilerek hibrit adsorbanlar sentezlenmiş ve arsenik giderim kapasiteleri incelenmiştir. Bu kapsamda çalışma: (i) metal (oxi)hidroksitlerin zeolit üzerine yüklenmesi, (ii) üretilen adsorbanların karakterizasyonu, (iii) doğal ve modifiye zeolitlerin arsenik adsorpsiyon potansiyelinin değerlendirilmesi, (iv) proses parametrelerinin etkisinin incelenmesi ve deneysel modellemelerin yapılması ve (v)rejenerasyon çalışmaları aşamalarından oluşmaktadır.