Hibrit biyonanokompozit malzemelerin sentezlenmesi ve sulu çözeltilerden neodimyum gideriminde kullanımının modellenmesi

Bu tez çalışmasında aljinat ve kitosan kaplı manyetik demir oksit (Fe3O4) nanopartiküllerin (aljinat-Fe3O4, kitosan-Fe3O4), biyosentez tekniği ile sentezlendi. Sentezlenen aljinat- Fe3O4 ve kitosan-Fe3O4 hibrit biyonanokompozitlere sabit bir kolon içerisinde Nd3+'nın adsorpsiyonu ve desorpsiyonu yanıt yüzey metodolojisi (YYM) ile kombine edilmiş bir merkezi kompozit tasarım yaklaşımı (MKT) kullanılarak ve kontrollü desorpsiyonu incelendi. Aljinat-Fe3O4 ve kitosan-Fe3O4 nanokompozitlerin karakterizasyonu UV-GB, FT-IR, TGA-DTA, XRD ve SEM-EDS kullanılarak gerçekleştirildi. Sentezlenen ve karakterize edilen söz konusu biyokompozite malzemelere, Nd3+ iyonlarının adsorpsiyonu, çözelti pH'ı, çözeltinin kolondan akış hızı ve başlangıç Nd3+ iyonları konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak incelendi. Nd3+'nın hem aljinat-Fe3O4 hem de kitosan-Fe3O4 hibrit biyo-nanokompozit üzerine adsorpsiyonu sabit yataklı bir kolon sistemi kullanılarak optimum koşullar pH 5.4, çözeltinin kolondan akış hızı 4.0 mL dk-1 ve Nd3+ iyonları başlangıç konsantrasyonunun 120 mg L-1 olarak belirlendi. Aljinat-Fe3O4 ve kitosan-Fe3O4 biyo-nanokompozitlerin maksimum adsorpsiyon kapasitesi ve verimliliği sırasıyla 125.01 mg g-1, %99.8; 99.99 mg g-1, % 99.8 olarak hesaplandı. Deneysel parametrelerin optimizasyonu MKT yaklaşımı ile gerçekleştirildi ve önerilen kuadratik modelden hem aljinat-Fe3O4 hem de kitosan-Fe3O4 Nd3+ iyonlarının adsorpsiyonu için birer matematiksel model elde edilerek sunuldu. Varyans analizi sonuçları sentezlenen her iki kompozit malzemenin Nd3+ iyonlarının gideriminde kullanılmasındaki belirleme katsayılarının yüksek olduğunu gösterdi.