Manyetit/indirgenmiş grafen oksit nano kompozitleri ile sudan arsenik giderilmesi: Sıfır değerli demir ve nano kompozit kombinasyonlarıyla karşılaştırmalı bir çalışma
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: OMAR ASHRAF IBRAHIM MOHAMMED ELKAWEFI
Danışman: SEMA SEVİNÇ ŞENGÖR
Özet:Arsenit (As(III)) kaynaklı arsenik kirliliği, hareketliliği ve toksisitesi nedeniyle önemli bir çevresel sorun teşkil etmektedir. Bu tez, manyetit indirgenmiş grafen oksit (MrGO) ve termal olarak işlenmiş türevi (HMrGO) ile sıfır değerlikli demirin (SDD), tek başına adsorbanlar olarak ve HMrGO'yu ZVI ile birleştirerek oluşturulan çift modlu bir sistemde, sudan arsenik türleri olan As(III) ve As(V)'i uzaklaştırmadaki performansını araştırmaktadır. Bu yaklaşım, SDD'deki yüzey pasivasyonu ve tek başına manyetit nanokompozitlerdeki geleneksel sınırlamaların üstesinden gelmek için malzeme kombinasyonlarının sinerjik potansiyelini kullanmayı amaçlamaktadır. Adsorpsiyon denge çalışmaları, tek başına SDD'nin, MrGO için 580,22 mg/g ve HMrGO için 232,45 mg/g'ye kıyasla 1037,29 mg/g'lık yüksek bir Langmuir kapasitesi sağladığını göstermiştir. Nanokompozitin kinetiği, kimyasal adsorpsiyon kontrollü hızlara işaret eden Psödo-İkinci Derece kinetik modelini (R² > 0,95) izlerken; ZVI ise Birinci Derece kinetik modele (R² ≈ 0,98) göre davranış sergilemiştir. Özellikle, kinetik çalışmalarda HMrGO'nun, tek başına MrGO ve SDD'ye kıyasla en hızlı uzaklaştırma verimliliğini göstererek, 100 µg/L konsantrasyonda iki saat içinde %80,8 As(III) uzaklaştırma sağladığı gözlemlenmiştir. HMrGO ve SDD'nin entegrasyonu sinerjik etkiler oluşturmaktadır. 0,02 mg/mL HMrGO ile 0,2 mg/mL SDD'nin (Komb 3) birleştirildiği HMrGO-ZVI kombinasyon düzeneğinde, deneyde kullanılan diğer kombinasyon dozlarına kıyasla 1203,25 mg/g'lık üstün bir kapasiteye ulaştğı gözlemlenmiştir. Bu performansın, iletken MrGO omurgasının As(III) oksidasyonunu katalize etmesi ve SDD korozyonunu hızlandırarak pasivasyonu önlemesi ve adsorpsiyonu artırması yoluyla gerçekleşen galvanik eşleşme ile sağlandığı düşünülmektedir. Türkiye'nin Balçova ve Çitgöl bölgelerinden alınan sentetik ve gerçek yeraltı suları kullanılarak yapılan çalışmalar, HMrGO ve Komb 3 sisteminin sırasıyla %71,3 ve %67,6 ile %77,1 ve %87,7 gibi yüksek bir uzaklaştırma verimliliğini koruduğunu göstermiştir.