m SUMMARY Ph. D. Thesis THE INVESTIGATION OF ADSORPTION CONDITIONS OF SOME TOXIC METALS ONTO CHEMICALY MODIFIED SPOROPOLLENIN AND THEIR THERMODYNAMIC PARAMETERS Nuri ÜNLÜ Selçuk UNIVERSITY Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemistry Supervisor : Prof. Dr. Mustafa ERSÖZ 2004, Sayfa: 108 Jury : Prof. Dr. Mustafa ERSÖZ Prof. Dr. Mahir ALKAN Prof. Dr. Erol PEHLİVAN Prof. Dr. Mustafa YÎ?İTO?LU Prof. Dr. Tevfık ATALAY In this study Sporopollenin has been chemicaly modified to give two novel adsorbents : Xanthate-Sporopollenin (Xan-Sp) and Diethyldithiocarbamate (DTC- Sp). These two new adsorbents were evaluated for the adsorption of Cu (II), Pb (II) and Cd (II) metal ions. Adsorption conditions of Cu (II), Pb (II) and Cd (II) metal ions were optimized for all those three adsorbents. Experimental data were exploited for kinetic and thermodynamic evaluations related to the adsorption processes. Cu (II), Pb (II) and Cd (II) adsoption processes followed the Freundlich type adsorption isotherms for Sporopollenin whereas those metal ions followed LangmuirIV type adsorption isotherms for both Xan-Sp and DTC-Sp. Adsorption c apacities of Xan-Sp and DTC-Sp for all metal ions studied were found to be much higher than the original supporting polimeric structure sporopollenin. Experimental data were also evaluated to find out kinetic characterictics of the adsorption process. Adsorption processes for three target heavy metal ions onto sporopollenin, Xan-Sp, and DTC-Sp were found to follow pseudo-second order type adsorption kinetics. Intraparticle diffusion process was found to take part in adsorption processes but it could not be accepted as the primary rate determining step. Adsorption mechanism for all three adsorbents was explained as an ion- exchange process. But it was observed that chelating effect is also playing an important role in the adsorption of Cu(II), Pb(II) and Cd(II) metal ions on Sporopollenin, Xan-Sp and DTC-Sp. Thermodynamic parameters, AH0, AS0 and AG0 were calculated from graphical interpretation of the experimental data. Standard heat of adsorption (AH0) were found to be endothermic for all adsorption processes. AG0 values indicated that adsorption process for Cu(II), Pb(II) and Cd(II) on Sporopollenin, Xan-Sp and DTC- Sp is spontaneous. Calculated AS0 values were found to be positive for all adsorption processes. Key words: Heavy metals, Copper, Lead, Cadmium, Sporopollenin, Xanthates, Dithiocarbamates, Langmuir isotherm, Freundlich isotherm, D-R Isotherm, Kinetics, Thermodynamics.

ÖZET Doktora Tezi BAZI TOKSİK METALLERİN FONKSİYONEL GURUP BAĞLANMIŞ SPOROPOLLENİN ÜZERİNE ADSORPSİYONLARININ OPTİMİZASYONU VE TERMODİNAMİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Nuri ÜNLÜ Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı Danışman : Prof. Dr. Mustafa ERSÖZ 2004, Sayfa : 108 Jüri : Prof. Dr. Mustafa ERSÖZ Prof. Dr. Mahir ALKAN Prof. Dr. Erol PEHLİVAN Prof. Dr. Mustafa YİĞİTOĞLU Prof. Dr. Tevfık ATALAY Bu çalışmada sporopolleninin kimyasal modifikasyonla ksantat bağlı Ksantat S poropollenin ( Ksan-Sp) v e D ietilditiyokarbamat S poropollenin (DTC-Sp) formları hazırlanmıştır. Hazırlanmış olan bu adsorbanlar üzerine Cu (II), Pb (II) ve Cd (II) metal iyonlarının adsorpsiyon şartları optimize edilmiştir. Deneysel sonuçlar kullanılarak kinetik değerlendirmeler yapılmış ve adsorpsiyona ilişkin termodinamik parametreler tespit edilmiştir.Cu (II), Pb (II) ve Cd (Il)'nin sporopollenine adsorpsiyonlannm Freundlich tipi adsoprsiyon izotermine; Ksan-Sp ve DTC-Sp'nin ise Langmuir tipi adsorpsiyon izotermine uygunluk gösterdiği görülmüş ve Ksan-Sp ve DTC-Sp'nin Sporopollenine göre adsorpsiyon kapasitelerinin çok yüksek olduğu tespit edilmiştir. Sporopollenin, Ksan-Sp ve DTC-Sp'ye Cu (II), Pb (II) ve Cd (Il)'nin adsoprsiyonlarının 2. dereceden adsorpsiyon kinetiğine uygunluk gösterdiği görülmüştür. Ayrıca parçacık içi difüzyonun adsorpsiyona etki ettiği ancak hız belirleyen basamak olmadığı anlaşılmıştır. Her üç adsorbanda da adsorpsiyon mekanizması iyon değişim reaksiyonuyla açıklanmıştır. Adsorpsiyonda her üç adsorbanın da şelatlaştırıcı etkilerinin adsorpsiyona katkıda bulunduğu görülmüştür. Her üç adsorban içinde termodinamik parametreler tespit edilmiş adsorpsiyona ilişkin AH0, AS0 ve AG° değerleri hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlardan Cu (II), Pb (II) ve Cd (Il)'nin sporopollenin, Ksan-Sp ve DTC-Sp'ye adsorpsiyonlannm endodermik ve kendiliğinden olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca AS0 değerlerinin pozitif olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Ağır metaller, bakır, kurşun, kadmiyum, Sporopollenin, Ksantatlar, Ditiyokarbamatlar, Langmuir izotermi, Freundlich izotermi, D-R izotermi, kinetik, termodinamik.