Includes CD

Includes references (57-60 p.)

'Abstract Lithium is a metal which is used in curing some disease such as manic and depressive illness, but it is also harmfulş when used for a long period of time which is why there is a need for a treament process. In this study, biosorption studies of lithium onto chitosan and pine come as the adsorbants were perfomed to investıgate the uptake performances using ion chromatography. Biosorption experiments were investigated with different parameters such as: pH, temperature, adsorbents dosage, lithium concentration and time. 10mg/l was prepared at different pH ranges from 2 to 10, 1g of adsorbent and at 30°C from 5 to 60 minutes to find the optimum pH for the biosorption of lithium onto chitosan and pine cone. The results show that pH 8 is the optimum for the adsorption of lithium onto chitosan while pH4 is optimum for the adsorption of lithium onto pine cone. Varying doses of chitosan and pine cone on 0.5mg/l lithuim show that the removal percentage increases with increasing chitosan and pine cone doses, as the highest removal percentage is 83% when 5g of chitosan is used and 75% when 5g of pine cone is used. 60th minutes was found to be the equilibrium time for the biosorption of lithium onto chitosan and pine cone because concentration seems to remain almost the same after 60 minutes for both chitosan and pine cone, temperatures in the range 30, 40, 50 and 60 were used for the study. It was also found that the equilibrium value decreases with increases in temperature, as a result, 30°C was used as the optimum temperature for the biosorption of lithium on to chitosan while equilibrium value inceases with increase in temperature until 60°C then it drops for biosorption of lithium onto pine cone, 40°C was used as the optimum temperature for the biosorption of lithium onto pine cone. FTIR spectra show that the characteristics of pine cone before and after lithium are similar, but here is a significant change in the spectra of lithium adsorption. The peaks of pine cone before and after adsoprtion spectra are nearly the same with small change in intensity, meaning the biosroption between pine cone with lithium is by ion exchange Keywords: Lithium, Chitosan, Pine Cone, Bisorption, Metals. Özet Lityum manik depresif hastalıkların tedavisinde kullanılan bir metal bileşeni olmasının yanı sıra uzun zaman aralıkları boyunca yapılan uygulamalar sonucunda doğada yüksek konsatrasyonlarda bulunma ihtimaliyle çevreye tehdit oluşturmakta ve bu yüzden giderim çalışmaları önem taşımaktadır. Bu çalışmada Lityum'un chitosan ve çam kozalağı üzerindeki biyosorbsiyon (tutunma) mekanizması incelenmiş ve ölçümler İyon Kromatografi tekniği ile gerçekleştirilmiştir. Biyosorbsiyon mekanizması çeşitli parametrelerin etkileri saptanarak yürütülmüştür. Bu değişkenler; pH, sıcaklık, eklenen adsorbent dozu, Lityum konsantrasyonu ve zaman'dır. Optimum pH'ın tayin edilmesi için 10 mg/L sulu Lityum çözeltileri 2-10 pH aralığında, ayrı ayrı 1 gram chitosan ve çam kozalağı eklenerek, 30 oC'de 5 ve 60 dakika arasında biosorpsiyon analizleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar Lityum'un chitosan üzerinde pH 8 ve çam kozalağı üzerinde pH 4 koşullarında optimuma ulaştığını göstermiştir. 0.5 mg/L Lityum çözeltilerinde adsorbent dozunun değiştirilmesiyle yapılan deneyler eklenen chitosan ve çam kozalağı miktarının giderim yüzdesiyle doğru orantılı olduğunu göstermiş ve maksimum giderimin 5 g chitosan eklenilen koşullarda 83 % ve 5 g çam kozalağı eklenilen koşullarda 73 % olduğu bulunmuştur. 30, 40, 50 ve 60 oC sıcaklık koşullarında yapılan çalışmalarda her iki adsorbent için de Lityum konsantrasyonu 60 dakika sonunda sabit kalarak dengeye ulaşmıştır. Lityum'un bisorpsiyondaki denge konsantrasyonu chitosan için sıcaklıkla ters bir orantı göstererek 30 oC optimum bir koşul oluşturmuştur. Çam kozalağı ile yapılan çalışmalar için ise sıcaklık denge konsantrasyonu ile doğrusal olarak artarak maksimum tutunma olayı 30 oC gerçekleşmiştir. Çam kozalağı için alınan FTIR spectrum sonuçları tutunma olayı öncesi ve sonrasında çam kozalağının karakteristik özelliklerinin ufak değişiklikler dışında benzer olduğu görülmüştür. Meydana gelen ufak değişikler ve çıkan pik büyüklüklerindeki fark Lityum ile çam kozalağı arasındaki biosorpsiyon mekanizmasının iyon takası şeklinde olduğu sonucunu göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Lityum, Chitosan, Çam Kozalağı, Biyosorpsiyon, Metal '

1 CHAPTER 1

1 INTRODUCTION

3 Source of Lithium

3 Uses of Lithium

4 Health Effects of Lithium

5 Aims/Purpose of Thesis

6 CHAPTER 2

6 LITERATURE REVIEW

6 Adsorption

8 Classification of Adsorbents

9 Review of Different Types of Adsorbent Used in the Removal of Heavy Metals

9 Zeolites

10 Clay

12 Peat Moss

12 Fly Ash

13 Natuıral Oxide

14 Chitin and Chitosan

14 Characteristics of Adsorbents

14 Capacity or (Loading)

14 Selectivity

14 Regenerability

15 Kinetics

16 Compatibility

17 Factor Affecting Adsorption

18 Adsorption Isotherms

18 Langmuir Isotherm

20 Freundlich Isotherm

21 CHAPTER 3

21 MATERIALS AND METHODS

21 Materials

26 Methods

26 Calibration Curve Preparation

27 Mobile Phase Preparation

27 Lithium Stock Solution Preparation

27 Effects of pH

28 Effect of Temperature

28 Effect of Biosorbent Dosage

29 FTIR Analysis

29 Adsorption Kinetics

29 Analytical Technique

29 History of Ion Chromatography

31 Basic Principle of Ion Chromatography

33 Process of Ion Chromatography

34 Modes of Ion chromatography

38 Types of Sample Preparation Techniques

38 Dilution of te Sample

38 Solid Phase Extraction Cartridges

39 Digestion of the Sample

40 CHAPTER 4

40 RESULTS AND DISCUSSION

40 Chitosan

40 Effects of pH

41 The Effects of Bisorbent Dosage

43 The Effects of Temperature

43 Adsorption Isotherms

47 Adsorption Kinetics

47 Pine Cone

47 Effects of pH

48 The Effects of Biosorbent Dosage

49 The Effects of Temperature

51 FTIR Analysis of Pine Cone

53 Adsorption Kinetics of Pine Cone

55 CHAPTER 5

55 CONCLUSION

57 REFERENCES