Akademik Veri Yönetim Sistemi
34. Ulusal Kimya Kongresi, Yalova, Türkiye, 1 - 06 Eylül 2022, ss.396
Uranyum, kimyasal toksisitesi ve
radyoaktivitesi nedeniyle çevredeki en tehlikeli ağır metallerden biridir.
Nükleer endüstri ile ilgili faaliyetler yoluyla çevreye aşırı miktarda radyoaktif
element girdisi olmaktadır. Radyoaktif uranyum iyonuyla ilişkili ekolojik
kirlilik ve toksisite, bilim insanlarını hızlı ve yüksek verimli uzaklaştırma
için verimli yöntemler geliştirmeye teşvik etmiştir. Uranyum genellikle çevrede
altı değerlikli halde bulunur. Uranyum iyonlarının sulu çözeltilerden geri
kazanılması veya uzaklaştırılması için geliştirilen genel yöntemler, ekstraksiyon,
çökeltme, iyon değişimi ve sorpsiyondur. Bu yaklaşımlar arasında sorpsiyon,
yüksek verimliliği, kullanım kolaylığı ve farklı adsorbanların mevcudiyeti
nedeniyle uranyum iyonlarının geri kazanılması için yaygın olarak kullanılır
(Fan ve ark., 2012). Uranil iyonu ((UO2)2+) adsorpsiyonunda adsorbent olarak aktif karbon, kil, polimer,
membran, karbon nanotüp, grafen oksit ve modifikasyonlarını içeren yapılar ile metal-organik
çerçeve (MOF) yapıları kullanım alanı bulmaktadır.
Adsorbent olarak kimyasal yolla
fonksiyonelleştirilmiş grafen türevleri arasında son yıllarda sülfonlanmış
indirgenmiş grafen oksit (rGO-SO3H) yapısı göze çarpmaktadır.
Sülfonlanmış indirgenmiş grafen oksit (rGO-SO3H), yüzeyinde
veya kenarlarında bulunan sülfo-grupları ile metal iyonları arasındaki ilgi,
büyük özgül yüzey alanı, gözenekli yapı ve zengin yüzey negatif yükü sayesinde
uygulamalar açısından önemli bir malzeme olarak değerlendirilmektedir. Bu
özelliklerinden dolayı sülfonlanmış indirgenmiş grafen oksit (rGO-SO3H),
ağır metal adsorsiyonu, organik boyaların sulu ortamlardan uzaklaştırılması
çalışmalarında dikkat çekmektedir. Bu çalışmada, uranil iyonlarının sulu
çözeltiden adsorpsiyonunda sentezlenen ve karakterizasyon işlemleri yapılan sülfonlanmış
indirgenmiş grafen oksit adsorbentinin adsorpsiyon performansını değerlendirmek
amaçlanmıştır. Bu amaçla, adsorpsiyon çalışmalarında pH, sıcaklık, temas süresi
ve başlangıç konsantrasyonu parametrelerinin adsorpsiyon performansına etkileri
belirlendi. Belirlenen bu parametreler yardımıyla uranyum (VI) iyonu adsorpsiyonu,
adsorpsiyon kinetiği ve dengesi açısından değerlendirildi.
Kinetik değerlendirmeler için üç farklı kinetik
model kullanıldı ve sonuçlar bu kinetik modellere uygulanarak adsorpsiyonun
doğası hakkında kanaate varıldı. Sülfonlanmış indirgenmiş grafen oksit üzerine
(UO2)2+ iyonu adsorpsiyonunun pseudo-ikinci derece
kinetik model ile uyumlu olduğu tespit edildi (R2 = 0.996). Partikül
içi difüzyon modeline göre ise adsorpsiyon prosesinin yalnızca por difüzyonu
ile değil aynı zamanda sınır tabaka (film) difüzyonu ile de açıklanabileceği
sonucuna varıldı. Adsorpsiyon dengesi için değerlendirmeler üç farklı izoterm
kullanılarak yapıldı. Alınan sonuçlar Langmuir, Freundlich ve
Dubinin-Radushkevic izoterm denklemlerine uygulandı ve izotermlere ait
grafikler çizilerek değerlendirildi. Sülfonlanmış indirgenmiş grafen oksit
üzerine (UO2)2+ iyonu adsorpsiyonunun Langmuir izotermi
ile daha uyumlu olduğu belirlendi.