Search

Elektrokoagülasyon yöntemi ile nikel içeren atık suyun arıtımı gerçekleştirilmiştir. Elektrokoagülasyon işleminde özel tasarlanmış demir ve aluminyum elektrotlar kullanılmıştır. Deney parametrelerinin nikel giderim verimi ve enerji tüketimi üzerindeki etkisi “cevap yüzey” temelinde “Merkezi Karma Tasarım (Central Composite Design)” Design Expert 11 programı ile değerlendirilerek parametrelerin birbirleriyle ilişkileri belirlenmiştir. Hem Fe hem de Al elektrot kullanılarak modelin belirlediği 30 adet 15’er dakikalık elektrokoagülasyon deneyleri sonucunda, 4 faktör (akım yoğunluğu, pH, başlangıç derişimi, NaCl derişimi) beş seviyede parametrelerin nikel giderim verimi ve enerji tüketimi üzerine etkisi incelenmiştir. Ayrıca, arıtım sonunda geriye kalan elektokoagülasyon çamuru, seramik karo üretiminde değerlendirilerek bir endüstriyel simbiyoz uygulaması yapılmıştır The treatment of waste water containing nickel was carried out by electrocoagulation method. Specially designed iron and aluminum electrodes are used in the electrocoagulation process. The effects of the experimental parameters on the nickel removal efficiency and energy consumption were evaluated with the "Central Composite Design" Design Expert 11 program on the basis of "response surface" and the relations of the parameters with each other were examined. As a result of 30 pieces of 15-minute electrocoagulation experiments determined by the model using both Fe and Al electrodes, the effects of 4 factors (current density, pH, initial concentration, NaCl concentration) at five levels on nickel removal efficiency and energy consumption were investigated. The effects of operating parameters such as pH, current density, initial Ni concentration and supporting electrolyte concentration on removal efficiency and energy consumption were investigated. In addition, the electrocoagulation sludge remaining at the end of the treatment was evaluated in the production of ceramic tiles and an industrial symbiosis application was made

Torrefaksiyon, inert bir atmosfer altında 200-300°C sıcaklık aralığında düşük ısıtma hızında gerçekleştirilen bir termokimyasal işlemdir. Bu işlem lignoselülozik yapıya sahip biyokütleye uygulandığında, elde edilen ürünlerin biyoyakıt olarak kullanımının rekabet gücü ve kalitesi önemli ölçüde arttırılabilmektedir. Bu çalışmada torrefaksiyon prosesi ile defne talaşının biyokütle özelliklerinin iyileştirilmesi incelendi. Deneyler için sıcaklık ve süre olmak üzere iki adet parametre belirlendi ve bu parametrelerin defne talaşı torrefaksiyonuna olan etkileri araştırıldı. Torrefaksiyon işlemi 210°C, 230°C, 250°C ve 270°C olmak üzere dört farklı sıcaklıkta gerçekleştirildi. Torrefaksiyon süresi her bir sıcaklık için 15 ve 30 dakika olarak belirlendi. Torrefaksiyon sonunda elde edilen katı ürünün özelliklerinin belirlenmesi ve ham biyokütle ile karşılaştırılması için; kısa, elementel, FTIR ve TGA analizleri yapıldı. Bunun dışında her bir defne talaşına, üst ısıl değer analizi yapılarak elde edilen sonuçlardan içerdikleri enerjinin ne kadar arttırıldığı incelendi. Kısa analiz ile torrefaksiyona uğrayan her bir defne talaşının nem, uçucu madde, kül ve sabit karbon içerikleri hesaplandı. Artan torrefaksiyon sıcaklığı ve süresiyle elde edilen katı ürünlerin sabit karbon miktarının arttığı, uçucu madde miktarının azaldığı görüldü. Yapılan elementel analizle literatürle uyumlu olarak artan torrefaksiyon sıcaklık ve süresi ile elde edilen ürünlerin karbon miktarının artığı, hidrojen ve oksijen miktarının azaldığı görüldü. Ham defne talaşı ve farklı sıcaklıklarda 30 dk torrefaksiyona uğramış defne talaşlarına yapılan TGA analiziyle torrefiye biyokütlenin yapısındaki selüloz, hemiselüloz ve ligninin bozunmaya uğradıkları sıcaklık aralıkları ve maksimum bozunma sıcaklıkları belirlendi. Bu sonuçlar fonksiyonel grup analizi için kullanılan FTIR grafiklerinde belirlenen kimyasal bağ yapılarının varlıklarıyla da desteklendi Torrefaction is a thermochemical process performed under an inert atmosphere at a low heating rate in the temperature range of 200-300°C. When this process is applied to biomass with lignocellulosic structure, the competitiveness and quality of the products obtained by torrefaction as biofuel can be increased significantly. In this study, the improvement of the biomass properties of laurel shavings with the torrefaction process was investigated. Two parameters, temperature and time, were determined for the experiments and the effects of these parameters on laurel shavings torefaction were investigated. Torrefaction was carried out at four different temperatures: 210°C, 230°C, 250°C and 270°C. Torrefaction time was determined as 15 and 30 minutes for each temperature. In order to determine the properties of the solid product obtained at the end of torrefaction and to compare it with the raw biomass; proximate, ultimate, FTIR and TGA analyzes were performed. Apart from this, the upper calorific value analysis was made for each laurel shavings and from the results obtained, it was examined how much the energy they contained was increased. Moisture, volatile matter, ash and fixed carbon contents of each torrefacted laurel shavings were calculated by proximate analysis. It was observed that the fixed carbon content of the solid products obtained with increasing torrefaction temperature and time increased and the amount of volatile matter decreased. With the ultimate analysis, it was observed that the carbon content of the products obtained increased and the hydrogen and oxygen content decreased with increasing torrefaction temperature and time in accordance with the literature. The temperature ranges and maximum decomposition temperatures of cellulose, hemicellulose and lignin in the structure of the torified biomass were determined by TGA analysis performed on raw laurel shavings and laurel shavings obtained by torrefaction for 30 minutes at different temperatures. These results were also supported by the presence of chemical bond structures determined in the FTIR charts used for functional group analysis

Bu çalışmada, karaçam ağacı talaşından fosforik asitle kimyasal aktivasyon metoduyla aktif karbon üretilmiş ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Emdirme oranı (2:1, 3:1, 4:1) ve karbonizasyon sıcaklığı (400, 500, 600oC) gibi süreç değişkenlerinin, üretilen aktif karbonların BET yüzey alanı, gözenek hacmi, ortalama gözenek çapı ve gözenek boyut dağılımı gibi yapısal özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. BET, elementel, FT-IR, SEM ve STA-TG/DTA analizleri ile aktif karbonların yapısal özellikleri belirlenmiştir. Optimum koşullarda üretilen aktif karbon 4:1 emdirme oranında ve 400oC karbonizasyon sıcaklığında üretilmiştir. Üretilen aktif karbonun yüzey alanı 1378 m2/g olarak belirlenmiştir. Elde edilen aktif karbon, çözeltiden metilen mavisi gideriminde kullanılarak çeşitli parametrelerin (pH, sıcaklık, başlangıç derişimi, adsorban miktarı ve temas süresi) adsorpsiyon üzerine etkisi incelenerek adsorpsiyon süreci için optimum koşullar araştırılmıştır. Maksimum adsorpsiyon kapasitesinin 125 mg/g olduğu belirlenmiştir. Çalışmada ayrıca, adsorpsiyon kinetiği, izoterm ve termodinamik (ΔH°, ΔS°, ΔG°) parametreler incelenmiştir. Metilen mavisi adsorpsiyon kinetiğinin sözde II. mertebe eşitliğine, denge izotermleri Langmuir eşitliğine uymaktadır. Elde edilen sonuçlar, karaçam ağacı talaşından elde edilen aktif karbonların atıksudan metilen mavisini uzaklaştırma amacıyla kullanılabileceğini göstermektedir In this study, production of activated carbon and characterization was carried out from black pine sawdust with phosphoric acid chemical activation. The effects of process variables such as impregnation ratio (2:1, 3:1, 4:1) and carbonization temperature (400, 500, 600oC) on structural characteristic like BET surface area, pore volume, average pore size, pore size distribution of produced activated carbon. Structural properties of activated carbons were determined via BET, elemental, FT-IR, SEM, STA-TG/DTA analyses. Activated carbon produced at optimum conditions was produced at 400oC and impregnation ratio of 4:1. Surface area of produced activated carbon under these conditions has been determined as 1378 m2/g. Optimum conditions for adsorption process were determined by using of obtained activated carbon from optimum conditions for removal of methylene blue from aqueous solution, studying adsorption properties under various conditions (pH, temperature, initial concentration, adsorbent dosage, contact time). It has been determined that the maximum adsorption capacity is 125 mg/g. In this study also adsorption kinetics, isotherm and thermodynamic parameters (ΔH°, ΔS°, ΔG°) were investigated. Methylene blue adsorption kinetics were in agreement with the pseudo second order equation and equilibrium isotherms were in agreement with Langmuir equation. Results showed that, activated carbon produced from black pine sawdust can be used for removal of methylene blue from waste water

Plastik malzemeler hayatımızın vazgeçilmezi ama aynı zamanda çevre sorunlarının en önemli kaynaklarından biridir. Polimerlerin neredeyse tamamı hidrokarbon esaslı olup, kolaylıkla ve hızla yanarlar (tahtadan 4 kat daha hızlı). Polimerlerin yanması sırasında ısı ile birlikte yanma ürünü zehirli ve yanıcı gazlar ortaya çıkar. Polimerlerin yanabilirliğini ve yanma sonucu açığa çıkan pis kokulu duman oluşumunu azaltmak, sertlik ve dayanıklılık gibi özelliklerini geliştirmek ve maliyeti düşürmek amacıyla 1950'lerde polimer esaslı (matrisli) kompozit malzemeler geliştirilmiştir. Aranan bazı kimyasal ve fiziksel özellikleri tek malzeme olarak karşılayamayan polimerlerin çeşitli şekil ve oranlarda doğal lif ve dolgular (destek) ile desteklenmesi sonucu elde edilen istenilen özelliklerdeki kompozit yapılar (yeşil kompozitler), petrol esaslı sentetik malzemelerden üretilen kompozitlere göre gittikçe önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, çeşitli biyokütlelerden (muz kabuğu, köknar ağacı talaşı ve buğday saman) elde edilecek nanoselülozlar dolgu olarak polimer matrislere eklenerek nanokompozitler üretildi, yapısal ve termal özellikleri incelendi. Bu amaçla, ağırlıkça %5 nanoselüloz parçacıkları polimer matris içerisine çözeltilerin birleştirilmesi yöntemiyle eklenerek nanokompozit malzemeler hazırlanacaktır. Nanokompozit malzemelerde nanoparçacıkların yapısını anlamada nanoyapıların karakterizasyonu çok önemli (kritik) bir faktördür. Ters gaz kromatografisi tekniği (TGK) ile polimerlerin, biyokütlelerin ve oluşturdukları nanokompozit malzemelerin yüzey enerjileri belirlenecektir. Elde edilen nanokompozitlerin şeklini ve morfolojisini belirlemek için birçok geleneksel teknik kullanılacaktır. Bu teknikler; X- Işını kırınım dağılımı (XRD) yöntemi, Geçirgenlik Elektron Mikroskobu (TEM) ve Isıl Gravimetrik Analizi (TGA/DTA) dır Plastics materials are indispensable in our lives, at the same time they are most important sources of environmental problems. Almost all the polymers, made up mainly of carbon and hydrogen, are high flammable. (4 times faster than the board wood). During combustion of polymers, occurs of toxic and flammable gases accompanied by the heat release. 1950's polymer-based (matrix) composite materials have been developed. These materials; reduced of the flammability, the formation of corrosive or toxic gases and smoke during combustion, lower the cost and increased strength and modulus having of improved properties. For this reason, the aim is now to develop environmentally sensitive green composites and to obtain composite structures (green composites) that can provide the desired properties as a result of supporting polymers with different types and proportions of natural fibers, which cannot meet the desired physical or chemical properties alone in application areas, is an increasingly important method. The subject of this research project is; preparing polymer matrix nanocomposites reinforced with the biomass filled (banana peel, wood sawdust and wheat straw) and examining the structural and thermal properties of the produced materials. For this purpose, nanocomposite materials will be prepared by adding 5% by weight nanocellulose particles to the polymer matrix by combining solutions. Understanding the structure of nanoparticles is the very important (critical) factor for the characterization of nanostructures. Surface energies of polymers, biomass and the nanocomposite materials they form will be determined by the inverse gas chromatography technique (IGC). Many complementary techniques are generally used to characterize the shape and morphology of nanocomposites: X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA/DTA)

Atık su sorunu endüstriyel işlemler ile birlikte artış göstermektedir. Bu sorunun çözümü için her geçen gün yeni atık su giderim yöntemleri geliştirilmektedir. Bu alanda en çok kullanılan yöntem olan adsorpsiyon işlemi yeni nesil adsorbanlar olan biyonanokompozitlerle birlikte gerçekleştirildiğinde daha verimli hale gelmektedir. Bu çalışmada mantardan ve karides kabuğundan kitosan elde edildikten sonra bentonit kili ile birleştirilerek mantardan kitosan/kil biyonanokompoziti (MK/KB), kitosan elde edildikten sonra bentonit kili ile birleştirilerek ise karides kabuğundan kitosan/kil biyonanokompoziti (KK/KB) sentezlenmiştir. Ardından bu iki biyonanokompozit boya çözeltisindeki boyar maddenin (Reaktif Mavi 221) adsorpsiyon işlemi ile giderilmesi çalışmalarında kullanılmıştır. Sentezlenen kitosanların deasetilasyon dereceleri belirlenmiştir. Ayrıca kitosan, bentonit ve biyonanokompozit örneklerinin azot adsorpsiyonu, alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu (FE-SEM) ve Fourier dönüşümlü kızılötesi (FTIR) spektroskopisi ile karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Adsorpsiyon işlemlerinde derişim, pH, sıcaklık, adsorban miktarı ve temas süresi gibi parametrelerin etkileri incelenmiştir. Başlangıç derişimi arttıkça adsorplanan miktarın da arttığı gözlenmiştir. MK/KB için adsorpsiyon en iyi giderim pH 3,85 değerinde gerçekleşirken KK/KB için pH 2,25 değerinde gerçekleşmiştir. Adsorpsiyonun dengeye ulaşma süresi MK/KB için yaklaşık 24 saat iken KK/KB için yaklaşık 1 saattir. Adsorpsiyon kinetiğinin sözde ikinci derece kinetik modelle ifade edilebildiği bulunmuştur. Adsorpsiyon üzerine sıcaklığın etkisinin olmadığı görülmüştür. MK/KB ve KK/KB için Langmuir izoterminin deneysel verilere daha uygun olduğu belirlenmiştir. Langmuir izoterm modeline göre hesaplanan maksimum adsorpsiyon kapasitesi MK/KB için 25oC’de 117,46 mg/g, KK/KB için 25oC’de 206,45 mg/g olarak bulunmuştur. Her iki biyonanokompozitin atık su arıtımı konusunda başarılı sonuç verdiği, farklı kitosan kaynaklarından elde edilen bu adsorbanların birbirleri yerine kullanılabilecekleri sonucuna varılmıştır. Laboratuvar ortamında düşük maliyet ile oluşturulan bu biyouyumlu, etkili, sürdürülebilir adsorbanların ilerideki çalışmalarda da geliştirilerek kullanılabileceği yorumu yapılabilir The problem of wastewater keeps increasing with the industrial processes. There are emerging technologies to be used as a solution to this problem. Adsorption process which is one of the mostly used method in this subject evolves into a more efficient state as it is used with the new generation bionanocomposite adsorbents. In this thesis study, first chitosan from the mushroom and shrimp shells were synthesized. Then, mushroom based chitosan/clay bionanocomposite (MC/CB) and shrimp shell based chitosan/clay bionanocomposite (SC/CB) were obtained Then, these two bionanocomposites were used to remove the dye from the dye solution (Reactive Blue 221) by adsorption process. The deacetylation degree of MC and SC were found. In addition, nitrogen adsorption, field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy were used to characterize chitosan, bentonite and bionanocomposite samples. The effects of parameters such as concentration, pH, temperature, amount of adsorbent and contact time in adsorption processes were investigated. The effects of parameters such as concentration, pH, temperature, amount of adsorbent and contact time in adsorption processes were investigated. It was observed that the adsorbed amount increased as the initial concentration increased. For MC/CB, the best adsorption removal occurred at pH 3,85, while for CC/CB it was at pH 2,25. The time for adsorption to reach equilibrium is about 24 hours for MC/CB, while it is about 1 hour for CC/CB. It has been found that the adsorption kinetics can be expressed by a pseudo second-order kinetic model. It was observed that the temperature had no effect on the adsorption. Langmuir isotherm for MC/CB and CC/CB was determined to be more suitable for experimental data. The maximum adsorption capacity calculated according to the Langmuir isotherm model was 117,46 mg/g at 25oC for MC/CB and 206,45 mg/g at 25oC for CC/CB. It was concluded that both bionanocomposites gave successful results in wastewater treatment, and these adsorbents obtained from different chitosan sources can be used instead of each other. It can be interpreted that these biocompatible, effective and sustainable adsorbents, which are synthesized at low cost in the laboratory environment, can be developed and used in future studies

Günümüzde artan endüstrileşme ve atık sorunlarının yol açtığı çevre kirliliği insan sağlığı için büyük tehdit oluşturmaktadır. Bu nedenle bilim insanları atık sorununu ortadan kaldırmak adına çözümler üretmeye çalışmaktadır. Aktif karbonlar bu çözümün bir parçasıdır. Aktif karbon, karbon siyahları, nükleer grafitler, karbon elyafları ve bileşikleri, elektrot grafit ailesi ve daha birçok ailenin bir üyesidir. Hepsi organik ana kaynaklardan gelmektedir. Her bir karbonun belirli özellikleri, kendine özgü bir kimliği vardır. Bu tez çalışmasında insan saçı (S), köpek tüyü (K), koyun yününden (KO) aktif karbon üretilmiştir. KOH ile aktifleştirilen hammaddeler tüp fırında 10 oC/dk ısıtma hızı ile farklı sıcaklıklarda (600 oC, 650 oC ve 700 oC) 0,6 L/dk azot akış hızında 1 st karbonize edilmiştir. Elde edilen aktif karbonlar azot adsorpsiyon / desorpsiyon izotermleri (BET), X ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Fourier Transform Infrared Spektroskopisi (FTIR) ile tanımlanmıştır. Üretilen aktif karbonlar ile metilen mavisi boya giderimi yapılmış olup adsorpsiyona etkili parametreler incelenerek (sıcaklık, temas süresi, pH, adsorbent miktarı, metilen mavisi derişimleri) adsorpsiyon süreci için en uygun şartlar belirlenmiştir. İlave olarak, adsorpsiyon izotermleri, adsorpsiyon kinetiği parametreleri de incelenmiştir. Üretilen aktif karbonun sözde ikinci dereceden denkleme uyduğu ve ayrıca, denge izotermlerinin Langmuir denklemine uyum sağladığı görülmüştür. Incelenen sonuçlara bakıldığında, insan saçı, köpek tüyü, koyun yününden farklı özelliklere sahip aktif karbonlar üretilebileceği ve üretilen bu aktif karbonlarla çözelti içerisindeki boyanın gideriminde başarılı bir sonuç alınabileceğini ortaya koymuştur Today, environmental pollution caused by increasing industrialization and waste problems poses a great threat to human health. For this reason, scientists are trying to find solutions to eliminate the waste problem. Activated carbons are part of this solution. Activated carbon; carbon blacks, nuclear graphites, carbon fibers and compounds, electrode graphite is a member of family and many more. All of them come from organic main sources. Each carbon has certain properties, a unique identity. In this thesis, activated carbon was produced from human hair, dog hair and sheep wool. The raw materials activated with KOH were carbonized at different temperatures (600 oC, 650 oC and 700 oC) for 1 hour at nitrogen flow rate 0,6 L/min Activated carbons nitrogen adsorption / desorption isotherms (BET), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) it has been identified. Dye removal was performed with methylene blue with the porous materials obtained and the most suitable conditions for the adsorption process were determined by examining the parameters affecting the adsorption (temperature, contact time, pH, adsorbent amount, methylene blue concentrations). In addition, adsorption isotherms, adsorption kinetics parameters were also investigated. It has been observed that the produced activated carbon fits to the pseudo second order equation and also, the equilibrium isotherms adapt the Langmuir equation.

Fosil kaynakların hızla tükenmesi ve çevre üzerindeki zararlı etkileri nedeniyle, enerji üretiminde yenilenebilir ve çevre dostu kaynakların kullanılması büyük önem taşımaktadır. Yüksek enerji talebini verimli dönüşüm yöntemleri kullanarak karşılayabil

Bu tez çalışmasında, gözenekli karbon materyal, tek kap yöntemi (One Pot Method) kullanılarak silika ve karbon eş zamanlı olarak aynı kapta birlikte oluşturulmuştur. Elde edilen numunenin karbonizasyonu sağlanmış ve silikanın yapıdan uzaklaştırılmasıyla gözenekli karbon materyal elde edilmiştir. Gözenekli karbon sentezinde karbon kaynağı olarak Sükroz (C12H22O11) ve silika kaynağı olarak Tetraetil ortosilikat (TEOS) kullanılmıştır. Gözenekli karbon elde edildikten sonra yüzey özelliklerini geliştirmek için bir katyonik sürfaktan olan setiltrimetil amonyum bromür (CTAB) ile modifikasyon işlemine tabi tutulmuştur. Modifiye gözenekli karbon sulu çözeltiden krom (VI) [Cr(VI)] adsorpsiyonu için kullanılmıştır. Elde edilen malzemelerin azot adsorpsiyonu, X-ışını kırınımı (XRD), Raman spektroskopi, alan emisyonlu taramalı elektron mikroskopu (FESEM), enerji-dağılımlı X-ışınları spektroskopisi (EDS) ve Fourier dönüşümü kızıl ötesi spektroskopisi (FTIR) analizleri ile karakterizasyonları sağlanmıştır. Modifiye gözenekli karbon ile Cr(VI) adsorpsiyonunda ilk olarak modifikasyon için kullanılacak CTAB miktarı belirlenmiştir. Başlangıç Cr(VI) derişimi, çözelti pH’ı, sıcaklık, temas süresinin ve adsorban miktarının modifiye gözenekli karbon ile Cr(VI) adsorpsiyonu üzerinde etkileri incelenmiştir. Maksimum Cr(VI) gideriminin pH=2’de olduğu gözlemlenmiştir. Adsorpsiyonun 4 saat içinde dengeye ulaştığı bulunmuştur. Adsorpsiyon kinetiğini tanımlamak için çeşitli kinetik modeller kullanılmış ve sözde ikinci derece kinetik model iyi uyum göstermiştir. Deneysel denge verilerine Langmuir ve Freundlich izoterm modelleri uygulanmış ve Langmuir denklemi en uygun izoterm modeli olarak belirlenmiştir. Maksimum adsorpsiyon kapasitesi 25 oC sıcaklık için 185,94 mg/g olarak bulunmuştur In this thesis, porous carbon material, silica and carbon were simultaneously formed together in the same pot using the One Pot Method. Carbonization of the obtained sample was achieved and porous carbon material was obtained by removing silica from the structure. Sucrose (C12H22O11) as carbon source and Tetraethylortosilicate (TEOS) as silica source were used in porous carbon synthesis. After the porous carbon was obtained, it was modified with cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB), a cationic surfactant, to improve its surface properties. Modified porous carbon was used for the adsorption of Chromium (VI) [Cr(VI)] from aqueous solution. The obtained materials were characterized by nitrogen adsorption, X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, field emission scanning electron microscope (FE-SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analyzes. For the adsorption of Cr(VI) with the modified porous carbon, the amount of CTAB to be used for the modification was determined first. The effects of initial Cr(VI) concentration, solution pH, temperature, contact time and adsorbent amount on the adsorption of Cr(VI) with modified porous carbon were investigated. It was observed that the maximum Cr(VI) removal was at pH = 2. Adsorption reached equilibrium within 4 hours. Various kinetic models have been used to describe the adsorption kinetics and the Pseudo second order kinetic model has a good fit. Langmuir and Freundlich isotherm models were applied to the experimental equilibrium data and the Langmuir equation was determined as the most suitable isotherm model. The maximum adsorption capacity was found to be 185,94 mg / g at 25oC

Hidrojen geleceğin çevresel açıdan tercih edilen temiz yakıtı olarak kabul edilmektedir. Yüksek gravimetrik ve hacimsel hidrojen depolama kapasitesine sahip sodyum borhidrür en umut verici kimyasal hidrürler arasında yer almaktadır. Ancak bu kimyasaldan hızlı bir şekilde hidrojen üretimi için katalizöre ihtiyaç duyulmaktadır. Bu doğrultuda çalışmada, sodyum borhidrürün hidrolizinden hidrojen üretiminde kullanılmak üzere bentonit ve zeolit destekli kobalt borür katalizörleri sentezlendi. Katalizör yapısına kobalta ilave olarak eklenen çeşitli metallerin (Cr, Cu, Mo, Sn, W, Zn, Zr) katalitik aktiviteye etkileri incelendi. Katalizörün hazırlanması sırasında çözücü olarak su veya etanol kullanılmasının katalitik özelliklere etkisi araştırıldı. Ayrıca destekli katalizörlerin yapısal ve karakteristik özelliklerinin aydınlatılması için XRD, XRF, BET, SEM-EDS, FTIR, ICP-MS ve XPS analizleri yapıldı. Çözücü olarak su ile hazırlanan katalizörlerin XRD analizinde amorf yapısından dolayı CoB için belirgin bir pik gözlenmezken, etanol kullanılarak hazırlanan katalizörlerde karakteristik pikler gözlendi. Sodyum borhidrürün hidrolizinden hidrojen üretimi üzerine destek malzemesi türü, metal türü ve oranı, çözücü türü, katalizör miktarı, NaOH ve NaBH4 derişimi, sıcaklık ve zaman parametrelerinin etkileri incelendi. Hazırlanan katalizörler üzerinde yürüyen tepkimelerin kinetiği aydınlatıldı ve aktivasyon enerjileri hesaplandı. Ayrıca katalizörlerin tekrar kullanılabilirlikleri araştırıldı. Kütlece %5 NaBH4 ve %5 NaOH ile 50 °C’de gerçekleştirilen deneylerde CoB/Bentonit ve CoB/Zeolit katalizörleri için hidrojen üretim hızlarının sırasıyla 576,54 ve 1732,02 mL/dk.gkat olduğu bulundu. Bu katalizörler için aktivasyon enerjileri sırasıyla 55,62 ve 44,98 kJ/mol olarak hesaplandı. Çözücü olarak etanol ile hazırlanan CoB/Zeolit-E katalizörü için hidrojen üretim hızı ve aktivasyon enerjisi sırasıyla 2400 mL/dk.gkat ve 54,85 kJ/mol olarak bulundu. Etanolle hazırlanan zeolit destekli katalizöre düşük oranda metal katkısının katalizörün aktivitesini artırdığı gözlendi. En yüksek hidrojen üretim hızı krom katkılı 1Cr9CoB/Zeolit- E katalizörü üzerinde 4711,02 mL/dk.gkat olarak gerçekleşti. Bu katalizör için aktivasyon enerjisinin 73,13 kJ/mol olduğu bulundu. CoB/Bentonit katalizörünün 4 döngü sonunda katalitik aktivitesinin %95’ini, CoB/Zeolit katalizörünün ise 5 döngü sonunda katalitik aktivitesinin %73’ünü koruduğu saptandı borohydride with high gravimetric and volumetric hydrogen storage capacity is one of the most promising chemical hydrides. However, to produce hydrogen from this chemical rapidly, a catalyst is needed. In this study, bentonite and zeolite supported cobalt boride catalysts were synthesized for using them in the production of hydrogen from the hydrolysis of sodium borohydride. The effect of metal dopants on the catalytic activity was investigated by adding various metals (such as Cr, Cu, Mo, Sn, W, Zn, Zr) to the catalyst structure. The effects of using water or ethanol as solvents during the preparation of the catalysts were also investigated. In addition, the prepared catalysts were characterized by XRD, XRF, BET, SEM-EDS, FTIR, ICP-MS and XPS techniques. The XRD analysis showed that the catalysts prepared with water did not show any significant peak for the CoB due to its amorphous structure while some characteristic peaks were observed in the catalysts prepared with ethanol. The effects of supporting material type, metal type and ratio, solvent type, catalyst amount, NaOH and NaBH4 concentrations, temperature and time parameters on the hydrogen generation from the hydrolysis of sodium borohydride were investigated. The reaction kinetics was investigated and the activation energies were calculated. In addition, the reusability of the catalysts was investigated. In the solution of 5 wt.% NaBH4 and 5 wt.% NaOH at 50 °C, hydrogen generation rates for CoB/Bentonite and CoB/Zeolite catalysts were found as 576.54 and 1732.02 mL/min.gcat, respectively. Activation energies for these catalysts were calculated as 55.62 and 44.98 kJ/mol, respectively. For CoB/Zeolite-E catalyst prepared with ethanol, hydrogen generation rate and activation energy were found as 2400 mL/min.gcat and 54.85 kJ/mol, respectively. It was observed that a low amount of metal addition to the zeolite supported catalyst prepared with ethanol increased the activity of the catalyst. The highest hydrogen generation rate of 4711.02 mL/min.gcat was observed when the chromium doped 1Cr9CoB/Zeolite-E catalyst was used. The activation energy for this catalyst was found as 73.13 kJ/mol. It was determined that the CoB/Bentonite catalyst retained 95% of its catalytic activity after 4 cycles and the CoB/Zeolite catalyst retained 73% of its catalytic activity after 5 cycles

Küresel sanayileşmedeki hızlanma yüksek derecede toksik refrakter organik kirleticilerin artan salınımına yol açmıştır. Bu kirleticiler, düşük derişimlerde bile insanlar ve su yaşamı üzerindeki zararlı etkileri nedeniyle oldukça endişe vericidir. Geleneksel atık su arıtma teknolojisinin bu kirleticileri ortadan kaldırmada yeterince etkili olmaması nedeniyle ileri oksidayon teknikleri arasında yer alan elektro-Fenton (EF) teknolojisi büyük ilgi görmektedir. Elektro-Fenton (EF); elektrooksidasyon ve elektrokoagülasyonun bir arada gerçekleştiği bir sistemdir. Bu yöntemde, elektrokimyasal bir hücrede H2O2’ nin Fe3+ iyonlarıyla katalizlenmesi yolu ile OH ̇radikallerinin oluşturulması amaçlanır. Bu çalışmada elektro-Fenton yöntemi ile Summifix Yellow EXF reaktif azo boyar maddesinin sulu çözeltiden giderimi ve yanıt yüzey metodolojisi kullanılarak süreç değişkenlerinin optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Gerilim, H2O2 derişimi, pH, elektrot aralığı ve işlem süresi olarak belirlenen 5 değişken için amaç fonksiyonu olarak boya giderim yüzdesi ve enerji tüketimi seçilmiş; Design Expert 13 programı tarafından çalışma koşulları belirlenen 32 adet deney sonucunda değişkenlerin amaç fonksiyonları üzerinde ayrı ayrı ve birlikte etkisi incelenmiştir. En yüksek giderim olan %99,4 değerine 10 V gerilim; pH 2,5; 1 cm elektrot aralığı; 1 mL H2O2 ilavesi ve 70 dk deney süresinde 22,16 Wh/ L enerji tüketimi ile ulaşılmıştır. En yüksek giderim verimi (yaklaşık %93) ve en düşük enerji tüketimini (yaklaşık 3,4 Wh/L) sağlamak için için program tarafından önerilen değişkenlerin optimum değerleri ise yaklaşık 9,4 V gerilim; pH 3,7; 2,5 cm elektrot aralığı; 1mL H2O2 ilavesi ve 40 dk işlem süresidir The acceleration in global industrialization has led to increased release of highly toxic refractory organic pollutants. These pollutants are of great concern due to their harmful effects on humans and aquatic life even at low concentrations. Electro-Fenton (EF) technology, which is among the advanced oxidation techniques, is of great interest because conventional wastewater treatment technology is not effective enough to remove these pollutants. Electro-Fenton (EF); It is a system in which electrooxidation and electrocoagulation occur together. In this method, it is aimed to form OH radicals by catalyzing H2O2 with Fe3+ ions in an electrochemical cell. In this study, the removal of Summifix Yellow EXF reactive azo dye from aqueous solution by electro-Fenton method and optimization of process variables using response surface methodology. The effects of 5 variables as voltage, H2O2 concentration, pH, electrode spacing and treatment time on dye removal efficiency and energy consumption, which were chosen as objective functions, were investigated. The effects of the variables on the objective functions separately and together were examined by performing 32 experiments whose working conditions were determined by the Design Expert 13 program. Values of the variables with the highest removal efiifciency of 99.4% (22.16 Wh/ L energy consumption) it was determined as 9.4 V of voltage, pH 3.7, 1 cm of electrode spacing, 1 mL of H2O2 addition and 70 min of experiment time. In order to provide the highest removal efficiency (approximately 93%) with the lowest energy consumption (approximately 3.4 Wh/L), the optimum values of the variables suggested by the program are 9.4 V of voltage; pH of 3.7; 2.5 cm of electrode spacing; addition of 1mL H2O2 and 40 minutes of treatment time

Günümüzde çevre kirliliğinden kaynaklı olarak meydana gelen su kirliliği nüfus artışı, sanayi ve tarımsal faaliyetler sonucu giderek artmakta ve canlı yaşamını tehdit etmektedir. Su kirliliğinin en önemli kaynaklarından birisi de ağır metal kirliliğidir. Son yıllarda düşük maliyetli bitkisel atıklar kullanılarak ağır metallerin kirli sulardan uzaklaştırılması çalışmaları oldukça hız kazanmıştır. Hidrotermal karbonizasyon metodu tarımsal atıklar gibi çeşitli biyolojik materyallerden hidrochar üretim prosesi olarak son yıllarda ilgi çekmektedir. Bu çalışmada; fındık kabuklarından hidrotermal karbonizasyon yöntemiyle elde edilen hidrocharın ve bu hidrocharın KOH ile aktivasyonu ve sonrasında borusal reaktör ve mikrodalga ile yapılan karbonizasyon işlemleri sonucunda elde edilen aktif karbonların sulu çözeltilerden Cr(VI) ve Cu(II) giderimi için adsorban olarak kullanımı amaçlanmıştır. Bu amaçla fındık kabukları bir otoklav içinde 220 °C de 24 saat hidrotermal karbonizasyona tabi tutularak karbonizasyon işlemi gerçekleştirilmiş ve ham hidrochar (HTC-H) elde edilmiştir. Elde edilen hidrochar KOH ile muamele edilerek bir kısmı borusal reaktörde azot akışı altında 700oC’de karbonizasyona tabi tutularak HTC-K aktif karbonu, bir kısmı ise mikrodalga ile muamele edilerek HTC-M aktif karbonu elde edilmiştir. Elde edilen katıların SEM, BET, FTIR analizleriyle karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu adsorbanlar kullanılarak atık sulardan Cr(VI) ve Cu(II) iyonlarının adsorpsiyonla giderimi incelenmiştir. Elde edilen adsorpsiyon verileri Freundlich ve Langmuir izotermlerine uygulanarak her iki izoterme ait sabitler hesaplanmıştır. Langmuir izotermine göre; HTC-H için Cr(VI) maksimum adsorpsiyon kapasitesi 42,81 mg/g, HTC-K ve HTC-M için Cu(II) maksimum adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 33,12 mg/g ve 56,59 mg/g olarak bulunmuştur. Ayrıca yapılan kinetik çalışmalar da göz önünde bulundurulduğunda adsorpsiyonun sözde ikinci dereceden kinetik modele uyduğu gözlemlenmiştir. Sonuç olarak ham hidrocharın her iki yöntemle elde edilen aktif karbona göre Cr(VI) için en yüksek adsorpsiyon kapasitesine sahip olduğu, Cu(II) için de mikrodalga yöntemiyle elde edilen aktif karbonun en iyi adsorpsiyon kapasitesini sağladığı belirlenmiştir Today, water pollution caused by environmental pollution is increasing as a result of population growth, industrial and agricultural activities and threatens living life. One of the most important sources of water pollution is heavy metal pollution. In recent years, efforts to remove heavy metals from polluted water by using low-cost plant wastes have gained momentum. Hydrothermal carbonization method has attracted attention in recent years as a hydrochar production process from various biological materials such as agricultural wastes. In this study, it is aimed to use the hydrochar obtained from hazelnut shells by hydrothermal carbonization method and the activation of this hydrochar with KOH and then the activated carbons obtained as a result of carbonization processes with tubular reactor and microwave as adsorbent for the removal of Cr(VI) and Cu(II) from aqueous solutions. For this purpose, the hazelnut shells were subjected to hydrothermal carbonization in an autoclave at 220 °C for 24 hours, and the carbonization process was carried out and crude hydrochar (HTC-H) was obtained. The obtained hydrochar was treated with KOH and some of it was carbonized at 700oC under nitrogen flow in the tubular reactor, and HTC-K activated carbon was obtained, and some of it was treated with microwave to produce HTC-M activated carbon. The obtained solids were characterized by SEM, BET and FTIR analyzes. The removal of Cr(VI) and Cu(II) ions from wastewater by adsorption was investigated by using these adsorbents. The obtained adsorption data were applied to the Freundlich and Langmuir isotherms and the constants of both isotherms were calculated. According to the Langmuir isotherm; The maximum adsorption capacity of Cr(VI) for HTC-H was 42.81 mg/g, and the maximum adsorption capacity of Cu(II) for HTC-K and HTC-M was 33.12 mg/g and 56.59 mg/g, respectively. In addition, considering the kinetic studies, it was observed that the adsorption conformed to the so-called second-order kinetic model. As a result, it was determined that crude hydrochar had the highest adsorption capacity for Cr(VI) compared to the activated carbon obtained by both methods, and the activated carbon obtained by microwave method provided the best adsorption capacity for Cu(II)

Günümüz dünyasında, otomotiv, havacılık sanayi gibi endüstrilerde makinelerin dış ortam etkilerinden korunması amasıyla geliştirilen teknolojiler, gittikçe önem kazanmaktadır. Bu bağlamda makinelere atılacak son kat boyanın gerek dış ortam koşullarına gerek kimyasal maruziyete karşı yüksek dayanım göstermesi gerekmekte, uygulamasının kolay olması ve uygulama süresinin kısa olması istenmektedir. Bu isteklerin karşılanabilmesi içim özel reçinelerin geliştirilmesi gerekmektedir. Akrilik polioller ile sentezlenen akrilik PU reçineler bu ihtiyacı karşılamaktadır. Yerli sanayide akrilik poliol sentezinin olmaması ve dünyada sayılı firmanın akrilik poliol üretimi teknolojisine sahip olması bu tezin hazırlanmasındaki temel gerekçelerden biridir.Bu tez çalışmasının ilk aşamasında hidroksil değeri, kaplama uygulaması için yeterli olacak akrilik polioller sentezlendi, akabinde sentezlenen akrilik poliollerin performans ölçümleri için bu polioller ile yapılan kaplamaların mekanik direnci, temas açısı gibi özellikleri incelendi. Akrilik poliol sentezinde monomer olarak, 2-hidroksietilmetakrilat, n-bütil akrilat, metil metakrilat, solvent olarak toluen, bütil asetat, ksilen, başlatıcı olarak benzoil peroksit, tertbütil peroksibenzoat denendi. Akrilik poliol reaksiyonu katı madde tayini ile izlendi ve sonrasında viskozite, OH tayini ve asitlik ölçümleri ile poliol analiz edildi. Sentezlenen poliollerden % OH değeri en yüksek olanı 1,297 ile S5 kodlu polioldür. Uygun görülen polioller, hekzametilen diizosiyanat ile toluen içinde karıştırılarak kaplama çözeltisi haline getirildi. Kaplama işlemi daldırma ve püskürtme metotlarıyla yapıldı. Alüminyum ve cam üzerine yapılan kaplamaların özellikleri, kalem sertlik testi ve temas açısı ölçümleriyle belirlendi. Daldırma metoduyla yapılan kaplamalarda yüzey sertliği 5H olan 5S, 6S, 7S kodlu polioller püskürtme metodunda da kullanıldı. Silika katkıları kullanılarak, yüzeylere süperhidrofobik özellik kazandırılmaya çalışıldı. In today's world, the technologies developed with the aim of protecting the machines from external effects in the industries such as automotive and aviation industry are gaining more and more importance. In this context, the finishing paint to be applied to the machines should show high resistance against both external conditions and chemical exposure, it is desired to be easy to apply and to have a short application time. In order to meet these demands, special resins need to be developed. Acrylic PU resins synthesized with acrylic polyols meets this need. The lack of acrylic polyol synthesis in the domestic industry and the fact that few companies in the world have acrylic polyol production technology is one of the main reasons for the preparation of this thesis.In the first stage of this thesis, hydroxyl value, acrylic polyols, which will be sufficient for coating application, were synthesized, and then the properties such as mechanical resistance, contact angle of the coatings made with these polyols were examined for performance measurements of the acrylic polyols synthesized. In acrylic polyol synthesis, as monomers 2-hydroxymethyl methacrylate, n-butyl acrylate, methyl methacrylate, as solvents toluene, butyl acetate, xylene, as initiators benzoyl peroxide and tertbutyl peroxybenzoate, were used. The acrylic polyol reaction was monitored by solid matter determination, and then the polyol was analysed by viscosity, OH determination and acidity measurements. Of the synthesized polyols, the highest OH value is the S5 coded polyol with 1,297.Suitable polyols were mixed with hexamethylene diisocyanate in toluene to form a coating solution. Coating process was done by dipping and spraying methods. The properties of the coatings made on aluminium and glass were determined by pencil hardness test and contact angle measurements. 5S, 6S, 7S coded polyols with surface hardness 5H in coatings made by dipping method were also used in the spraying method. By using silica additives, it has been tried to impart super hydrophobic properties to the created surfaces. 82

Bu çalışmada, sulu çözeltiden Basic Blue 3'ü (BB3) uzaklaştırmak üzere iki tarımsal atık olan kayısı çekirdeği kabuğu ve badem kabuğunun adsorpsiyon kapasitesini araştırmak için sabit yataklı kolonda deneyler yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda, yatak yüksekliği (1-2 cm), çözelti akış hızı (5-10 mL/dk) ve başlangıç boyar madde konsantrasyonu (10-30 mg/L) gibi deneysel parametrelerin etkileri incelenmiştir. Deneysel adsorpsiyon verilerine Thomas modeli, Yoon-Nelson modeli ve Adams-Bohart modeli gibi farklı modeller uygulanmıştır. Breakthrough eğrisinin başlangıç bölgesi incelenen tüm deney koşullarında Adams-Bohart modeli tarafından iyi tanımlanırken, breakthrough eğrisinin tam açıklaması Thomas modeli tarafından iyi tanımlanmıştır.Yatak derinliğinin breakthrough eğrileri üzerindeki etkisini araştırmak için yatak derinliği servis zamanı (BDST) modeli kullanılmıştır. Her iki adsorbent tarafından Basic Blue 3'ün adsorpsiyonunda, BDST modeli deneysel verilerle iyi bir uyum göstermiştir ve elde edilen korelasyon katsayılarının yüksek değerleri (R2

Bu yüksek lisans tezinde süksinik asidin adsorpsiyon ve iyon değişimi yöntemleriyle sulu fazlardan geri kazanımı araştırılmıştır. Çeşitli anyon değiştiriciler kullanılmış ve kinetik, termodinamik ve denge çalışmaları yürütülmüştür. Tez kapsamında çeşitli değişkenlerin süreç verimine etkileri incelenmiştir. Çalışmada zayıf bazik-, Lewatit MP-62 ve Lewatit MP-64 ve kuvvetli bazik anyon değiştirici reçineler, Lewatit M-500 ve Lewatit M-600, kullanılmıştır. Sulu faz pH değeri süreç verimini kritik seviyede tesir etmiştir. En yüksek verim Lewatit M-500 ile pH=6, Lewatit M-600 ile pH=5'te ve zayıf bazik anyon değiştirici reçineler ile çözeltinin doğal pH değerinde (pH=1,96) elde edilmiştir. Kinetik veriler sistemin Lewatit M-500 ile 60 dakikada, diğer üç anyon değiştirici ile 50 dakikada dengeye ulaştığını göstermektedir. Ayrıca görünür ikinci derece kinetik modeli izledikleri de görülmüştür. Tüm reçineler için sıcaklık ile birlikte verim düşmüştür fakat tesir ihmal edilebilir ölçülerdedir. Termodinamik çalışmalardan sürecin kendiliğinden gerçekleştiği ve ekzotermik doğaya sahip olduğu anlaşılmıştır. Süreç verimi reçine dozu ile artıp süksinik asit derişimi ile birlikte azalmıştır. En yüksek adsorpsiyon kapasitesi (360,2 mg/g) ve verimi (%97,5) Lewatit MP-62 ile elde edilmiştir. İzoterm eğrileri süksinik asit adsorpsiyonunun Tip 1 ile uyumlu olduğunu işaret etmiştir. İzoterm analizi zayıf bazik reçineler için denge verilerinin Langmuir izoterm modeli ile uyum içinde olduğunu göstermiştir. Fakat bulgular kuvvetli bazik reçineler için analizin derinleştirilmesi gerektiğini göstermiştir., In this MS thesis, the recovery of succinic acid from aqueous phases by adsorption and ion exchange methods was investigated. Several anion exchangers were used and kinetic, thermodynamic, and equilibrium studies were performed. Effects of various parameters on the process efficiency were probed in the thesis. The weak basic- Lewatit MP-62 and Lewatit MP-64, and the strong basic anion exchanger resins, Lewatit M-500 ve Lewatit M-600 were employed in the study. The pH of the aqueous phase critically influenced the process efficiency. The maximum efficiency was obtained at pH=6 with Lewatit M-500, at pH=5 with Lewatit M-600 and at the natural pH of the solution (pH=1.96) with the weak basic anion exchanger resins. Kinetic data exhibited that the system reached the equilibrium in 60 minutes with Lewatit M-500 and 50 minutes with the other three anion exchangers. In addition they were seen to be following the pseudo second order kinetic model. The efficiency decreased with the temperature for all resins; however, the effect was negligible. It was understood from the thermodynamic studies that the process was spontaneous and had an exothermic nature. Process efficiency increased with resin dose and decreased with succinic acid concentration. The maximum adsorption capacity (360.2 mg/g) and efficiency (97.5%) were obtained with Lewatit MP-62. Isotherm curves indicated that adsorption of succinic acid was fitted with Type 1. Isotherm analysis showed that equilibrium data were in consistency with the Langmuir isotherm model for the weak basic resins. However, the results showed that the analysis ought to be deepened for the strong basic resins.

Dünyada çevre koruması ve su kalitesi yönetimi kamu politikalarında önemli konular olarak yer almaktadır. Artan nüfus ve gelişen endüstrileşme sonucunda yoğunlaşan su kullanımı, su kirliliğini hızlandıran bir etken olarak karşımıza çıkmaktadır. Evsel ve endüstriyel atık su deşarjları gibi kaynaklardan alıcı ortamlara ulaşan kirleticiler su kaynaklarını kirletirken, alıcı suların çeşitli amaçlar için kullanımını da engellemektedir. Çeşitli çevresel koşullar altında, doğal alıcı su kütleleri çok karmaşık bir şekilde yanıt verebilir. Doğal su kütlelerinde sistemin nasıl çalıştığını anlamak önemlidir.Bu çalışmada, Fethiye İç Körfezi kıyı sularının su kalitesi değerlendirilmiştir. 14 istasyondan 12 ay boyunca alınan ölçümler kullanılarak MATLAB ortamında parametre kalite değerleri hesaplanmıştır. Kapalı kıyısal alan su kalitesi bilgisi gösteriminde, farklı sayıda parametreli su kalite indeksi uygun parametre grupları seçilerek kullanılmıştır. Ağırlıklı ortalama su kalitesi indeksi, ağırlıksız ortalama su kalitesi indeksi ve ağırlıksız harmonik kare ortalama su kalitesi indeksi kullanılarak su kalitesi karşılaştırılmıştır. Şubat ayında en yüksek su kalite indeks değerleri (86,1-82,4) ve Ağustos ayında en düşük su kalite indeks değerleri (62,7-80,1) belirlenmiştir. Environmental protection and water quality management are important issues in public policies in the world. The use of water, growing as a result of the increasing population and development of industrialization, emerges as a factor that accelerates water pollution. The pollutants reaching the receiving environment from sources such as domestic and industrial wastewater discharges pollute the water resources and prevent the use of the receiving waters for various purposes. Under various environmental conditions, natural receiving water bodies can respond very complexly. It is important to understand how the system in natural water bodies works.In this study, the water quality of Fethiye Inner Bay coastal water was evaluated. Using the measurements taken from 14 stations for sequential 12 months, parameter quality values were calculated in MATLAB. In presenting the enclosed coastal water quality information, water quality index with different numbers of parameters has been used by selecting the sets of appropriate parameters. The water quality were compared using the weighted mean water quality index, unweighted mean water quality index and unweighted harmonic square mean water quality index. The highest water quality index values (86.1-82.4) in February and the lowest water quality index values (62.7-80.1) in August were determined. 121

Kalsiyum tartarat bilimsel ve endüstriyel açıdan yaygın olarak kullanılan önemli bir maddedir. Bu nedenle, özellikle gıda ve ilaç sanayinde kullanılan kalsiyum tartaratın belirli bir morfolojik formda ve tane boyutunda olması istenmektedir. Kalsiyum tartarat doğrudan sentezleneceği gibi şarap üretiminde yan ürün olarak da elde edilebilmektedir. İstenilen tane boyutu ve morfolojide kalsiyum tartarat kristali üretilebilmesi, kristalizasyon koşullarının ve bu koşullara etki eden parametrelerin belirlenmesi ile mümkün olabilir. Bunlara ek olarak katkı maddeleri de kristal morfolojisi ve tane boyutu üzerinde etkili olmaktadır. Bu nedenle, bu tez kapsamında kalsiyum tartarat tetrahidrat kristalizasyonuna katkı maddelerinin etkisi incelenmiştir. Katkı maddesi olarak ilaç ve gıda endüstrileri göz önüne alınarak kullanılabilirliği olabilecek olan serin, alanin, metiyonin ve pirolin aminoasitleri seçilmiştir. Deneyler 50, 100 ve 200 ppm olmak üzere üç farklı aminoasit konsantrasyonunda yapılmıştır. Üretilen kristallerin yapısal, morfolojik ve termal özellikleri araştırılmıştır. XRD, SEM, tane boyutu, FTIR, zeta analizi ve TG/DTG yöntemleri kullanılarak detaylı karakterizasyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Aynı zamanda kalsiyum tartarat tetrahidratın termal bozunma davranışı ve kinetiği incelenmiştir. Coats-Redfern kinetik modeli kullanılarak aktivasyon enerjisi, frekans faktörü ve reaksiyon mertebesi hesaplanmıştır. Morfoloji analizi sonucunda katkı maddeleri varlığında kalsiyum tartarat tetrahidratın tane boyutu ve morfolojisinin önemli ölçüde değiştiği belirlenmiştir. Termal bozunma analizi sonuçları ise saf madde için bozunmanın dört farklı bölgede gerçekleştiğini göstermiştir. Ia, Ib, II, III ve IV. bölgeler için aktivasyon enerjisi 91.63, 147.74, 196.78, 385.41 ve 310.15 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Aynı zamanda optimum n değeri bu bölgeler için sırasıyla 1.5, 2, 1.5, 1.5 ve 1.5 olarak belirlenmiştir. Calcium tartrate is an important substance which is widely used for scientific and industrial purposes. Therefore, especially calcium tartrate used in food and pharmaceutical industry, is desired to have a certain morphological form and particle size. Calcium tartrate can be synthesized directly or it can also be obtained as a by-product in wine production. It is possible to produce calcium tartrate crystal at desired particle size and morphology by determining the crystallization conditions and the parameters affecting these conditions. In addition, the additives added to the crystallization medium also have an impact on crystal morphology and particle size. Therefore, the effect of additives on crystallization of calcium tartrate tetrahydrate were analysed within the scope of this thesis. Taking into account the pharmaceutical and food industries as additives, usable amino acids serine, alanine, methionine and proline were choosen. The experiments were done at three different amino acid concentrations of 50, 100 and 200 ppm. The structural, morphological and termal properties of the crystals were analysed. XRD, SEM, particle size, FTIR, zeta analysis and TG/DTG methods were used for detailed characterization. Thermal degradation behavior and kinetics of calcium tartrate tetrahydrate were also analysed. Activation energy, frequency factor and reaction order were calculated by using Coats-Redfern kinetic model. Morphology analysis showed that particle size and morphology of calcium tartrate tetrahydrate were significantly changed in the presence of additives. The results of thermal decomposition analysis showed that the decomposition for pure substance occurs in four different regions. The activation energy was calculated as 91.63, 147.74, 196.78, 385.41 ve 310.15 kJ/mol for the Ia, Ib, II, III and IV regions. At the same time, the optimum value of n was determined as 1.5, 2, 1.5, 1.5 ve 1.5 for these regions, respectively. 103

Biomass is the sole renewable energy source on the planet from which liquid petroleum, fine chemicals can be obtained, and it is capable of replacing traditional energy-based chemical products. Recently, improvement in bioenergy related to the production of alkyl levulinates from biomass through chemical and catalytic processes has aroused growing interest and some works are going on for its further development. Alkyl levulinates such as methyl, ethyl and butyl levulinates are considered highly reactive chemicals and they are popular with their multiple applications in various fields. Levulinic esters in mixture with commercial fuels have demonstrated that the properties of mixtures are considerably enhanced and as a result, particular emissions are remarkably reduced. These eco-friendly fuel additives can be produced from acid-catalyzed reactions of levulinic acid with different alcohols. Direct conversion of methyl and ethyl levulinates from carbohydrates using deep eutectic solvents such as room temperature ionic liquid choline chloride-oxalic acid (ChCl:Ox) and choline chloride-p-toluene sulfonic acid (ChCl:p-TSA) catalysts has been carried out in a conventional batch reactor as well as in microwave reactor. In order to attain maximum yield, reactions at different temperatures (100,120,130,140,150 oC for microwave reactor and 140,150,160, 170, 180 oC for conventional reactor), time ranges (5, 10,15,20,25 minutes for microwave and 20, 30, 40 minutes for conventional), catalysts and varying pH values were executed using two types of reactors (microwave and conventional)., Biyokütle, sıvı yakıtların, değerli kimyasalların elde edilebildiği gezegende yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Biyoktüleler fosil yakıtlardan elde edilen kimyasal ürünlerin üretiminde kullanılabilmektedir. Son yıllarda, biyokütlelerden kimyasal ve katalitik süreçler yoluyla alkil levulinatların üretimi ile ilgili biyoenerjideki gelişim artan bir ilgi uyandırmıştır ve daha da geliştirilmesi için bazı çalışmalar devam etmektedir. Metil, etil ve butil levulinatlar gibi alkil levulinatlar, yüksek oranda reaktif kimyasallar olarak kabul edilir ve çeşitli alanlardaki çoklu uygulamaları ile popülerdir. Akaryakıtlar içerisine eklenen levulinik ester karışımları, yakıtların özelliklerinin önemli ölçüde iyileştiğini ve bunun sonucunda da belirli emisyonların belirgin şekilde azaldığını göstermiştir. Bu çevre dostu yakıt katkıları, levulinik asidin farklı alkollerle asidik özellikteki katalizörlü reaksiyonlarından üretilebilmektedirler. Metil ve etil levulinatların karbonhidratlardan doğrudan dönüşümü, konvansiyonel ve mikrodalga reaktörde oda sıcaklığında kolin klorür-oksalik asit (ChCl:Ox) ve kolin klorür-p-toluen sülfonik asit (ChCl:pTSA) katalizörleri gibi ötektik çözücüler varlığında gerçekleştirilmiştir. Maksimum ürün verimi elde etmek için farklı reaksiyon sıcaklıklarında (mikrodalga reaktörü için 100, 120, 130, 140, 150 °C ve konvansiyonel reaktör için 140, 150, 160, 170, 180 °C) ve değişen reaksiyon sürelerinde (mikrodalga için 5,10,15,20,25 dakika ve konvansiyonel için 20,30,40 dak.) çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Ayrıca farklı pH değerlerinde ve iki katalizörün etkisinin ürün oluşumuna etkileri belirlenmiştir.

PEM elektrolizörlerinde hidrojen oluşum reaksiyonu (HOR), hidrokarbonlardan bağımsız enerji üretiminde oldukça önemli olan bir elektrokimyasal tepkimedir. Ancak hidrojen oluşum reaksiyonu için kullanılan platin gibi pahalı soy metaller PEM elektrolizörlerin maliyetini yükseltmektedir. Bunun yanısıra PEM elektrolizörlerde kullanılan elektro-katalizörlerin asidik ortamdaki kararlılığı da önemli bir noktadır. Dolayısıyla bu çalışmada PEM elektrolizörlerde hem Pt oranını düşürebilmek hem de asidik ortamda kararlılığı korumak için alternatif olarak kompozit elektro-katalizörlerin geliştirilmesi düşünülmüştür. Bu bağlamda, düşük Pt yüklemeli ve yüksek Fe ve Ni içerikli seryum kompozit.destekli elektro-katalizörler (Pt/FexCeyOz, Pt/NixCeyOz) emdirme-hidrotermal tekniği ile sentezlenerek farklı indirgenme sıcaklıklarında (400 oC, 600 oC ve 800 oC) ısıl işlemden geçirilmiştir. Elde edilen elektro-katalizörlerin.HOR aktiviteleri, kararlılıkları döngülü voltametri (DV), kronoamperometri (KA) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EES) yöntemleri ile analiz edilip kıyaslanmıştır. Döngülü voltametri çalışmalarında.400 oC'de indirgenmiş katalizörler 600 oC ve 800 oC'deki katalizörlere göre daha yüksek elektrokimyasal aktivite sergilemişlerdir. Elektrokimyasal analizler sonunda hidrojen gaz çıkışı açısından en yüksek aktivite ve en düşük faradaik direnç 400 oC'de indirgenmiş Pt/FexCeyOz ile elde edilmiştir. Yapılan elektrokimyasal analizlere genel olarak bakıldığında indirgenme sıcaklığı ve pH düştüğünde yük aktarım direncinin azaldığı gözlenmiş olup indirgenme sıcaklığının yük aktarım direnci üzerinde daha baskın etkisi görülmektedir. Aynı zamanda yapılan fiziksel ve kimyasal analizler sonucunda.FexCeyOz destek yapı üzerinde daha yüksek elektrokimyasal aktivite görülmesinin sebebi, NixCeyOz'ye göre.daha yüksek seryum içeriği ve daha düşük oksijen içeriğine sahip.olmasına ve farklı yüzey morfolojisine bağlanabilir. Hydrogen Evolution Reaction (HER) in PEM electrolyzers is an important electrochemical reaction which is very important in hydrocarbon-independent energy production. However, expensive noble metals such as platinum used for hydrogen evolution reaction increase the production cost of PEM electrolyzers. In addition, it is also important to maintain the stability of the electrocatalysts in an acidic environment used in these electrolyzers. Therefore in this study, it is aimed to develop alternative composite catalysts in PEM electrolyzers to reduce both the Pt ratio and increase the stability of electrocatalyst in an acidic environment. In this study, low Pt loading and high Fe and Ni content ceria composite supported electrocatalysts (Pt/FexCeyOz, Pt/NixCeyOz) were synthesized by the impregnation-hydrothermal technique and pretreated at different reduction temperatures (400 oC, 600 oC and 800 oC). HER activities of the electrocatalysts were analyzed and compared with cyclic voltammetry (CV), chronoamperometry (CA) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). During cyclic voltammetry studies, catalysts pretreated at 400 oC showed higher activity than the ones pretreated at 600 oC and 800 oC. Highest HER activity and lowest faradaic resistance were achieved with Pt/FexCeyOz reduced at 400 oC. In general, electrochemical analyses indicate that charge transfer resistance decreases when reduction temperature and pH drop. In addition, reduction temperature has a dominant effect on charge transfer resistance compared to pH. Physical and chemical analyzes also demonstrate that higher electrochemical activity on FexCeyOz support could be related with low oxygen content, high ceria content and surface morphology. 124

Benzen, dünyada yılda 50 milyon tondan fazla üretimi yapılan, bilinen en eski organik bileşiklerden biridir. Benzenden üretilen ürünler arasında ikinci sırayı alan kümen, fenol ve aseton üretiminde temel hammadde olmasından dolayı önemli bir kimyasaldır. Kümen, ticari olarak benzenin propilenle katı fosforik asit gibi asidik katalizörler varlığında alkilasyon reaksiyonuyla üretilmektedir. Fakat, bu tip katalizörlerin çevreye olan zararından dolayı zeolit katalizörlerin kullanımı dikkat çekmektedir. Propilen ise alkilasyon katalizörlerinde karbon kalıntılarının ana kaynağıdır. Dolayısıyla alkilasyon ajanı olarak alken yerine alkol kullanıldığında katalizörlerin uzun ömürlü olduğu gözlemlenmiştir. Tüm bu dezavantajlar göz önünde bulundurularak, çalışmada benzenin izopropanol ile alkilasyonunda zeolit katalizörler çalışılmıştır. Mordenit ve ZSM-5 zeolit katalizörlerine % 5 ve % 10 oranlarında Ni ve Cu metali yüklemenin reaksiyona etkisi incelenmiştir. Katalitik testler sabit yataklı reaktörde 3 farklı sıcaklık (150oC, 200oC, 250oC) ve 3 farklı boşluk hızında (1st-1, 2st-1, 3st-1) gerçekleştirilmiştir. Reaksiyon sonucu elde edilen ürünler GC-MS cihazında analizlenerek, sıcaklık ve boşluk hızlarının benzen dönüşüm ve kümen seçimliliklerine etkisine bakılmıştır. Katalizörlerin karakterizasyonu için XRF, SEM, EDX ve BET analizleri yapılmıştır. Deneysel çalışmaların sonuçlarına göre, hidrojen formundaki katalizörlere metal yüklemenin benzen dönüşüm ve kümen seçimliliklerine olumlu etki ettiği görülmüştür. HMOR katalizörünün seçimlilik oranları maksimum % 40-50 bandında seyrederken, Ni ve Cu metalleri yüklendikten sonra bu oranlar % 90-100 bandına çıkmıştır. Benzen dönüşümlerinin genellikle en yüksek değerlerini 150oC'de WHSV1 boşluk hızında aldığı görülmüştür. Boşluk hızı arttıkça benzen dönüşümleri genellikle azalmıştır. Her katalizör için seçimlilik değerleri farklı oranlarda artış ya da azalış gösterirken, en yüksek kümen seçimliliklerin genellikle 250oC'de WHSV3 boşluk hızında elde edilmiştir. Benzene is one of the oldest known organic compounds in the world with more than 50 million tons of production per year. Cumene, which takes the second place among the benzene products, is an important chemical material because it is the main raw material in the production of phenol and acetone. Cumene is commercially produced by alkylation reaction of benzene with propylene in the presence of acidic catalysts such as solid phosphoric acid. However, the use of zeolite catalysts is remarkable due to the environmental damage of this type of catalyst. Propylene is the main source of carbon residues in alkylation catalysts. Therefore, it has been observed that the catalysts are long lasting when alcohol is used instead of alkene as an alkylation agent. Considering all these disadvantages, zeolite catalysts were studied in the alkylation of benzene with isopropanol. The effect of loading of 5 % and 10 % Ni and Cu metal to Mordenite and ZSM-5 zeolite catalysts was investigated. Catalytic tests were carried out in a fixed bed reactor at 3 different temperatures (150oC, 200oC, 250oC) and space velocities (1st-1, 2st-1, 3st-1). The products obtained as a result of the reaction were analyzed by GC-MS and the effect of temperature and weight hourly space velocities on benzene conversion and cumene selectivity was investigated. XRF, SEM, EDX and BET analysis were performed for characterization of catalysts. According to the results of experimental studies, metal loading on the catalysts have positive effect on benzene conversion and cumene selectivity. The selectivity values of HMOR catalyst were in the maximum range of 40-50%, and after Ni and Cu metals were loaded, these ratios increased to 90-100%. Benzene conversions were generally found to have the highest values at 150oC at the WHSV1 (weight hourly space velocity). Benzene conversions are generally reduced as the weight hourly space velocities increases. While the selectivity values for each catalyst increased or decreased at different rates, the highest cumene selectivities were generally obtained at WHSV3 of 250°C. 105

YÖK Tez No: 635632 Bu çalışmada reaktif ekstraksiyon yöntemi kullanılarak bazı karboksilik asitlerin sulu çözeltilerden geri kazanımının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu bağlamda literatür taraması yapılmış ve daha önce çalışılmamış olan kombinasyonlar oluşturulmuştur. Karboksilik asit olarak, okzalik asit, sitrik asit ve maleik asit kullanılmıştır. On farklı çözücü ve reaktan olarak tripropilamin (TPA) kullanılarak reaktif ekstraksiyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Kullanılan çözücüler; 1-bütanol, izoamil alkol, metil etil keton (MEK), metil izobütil keton (MİBK), diizobütil keton (DİBK), izobütanol, n-hekzan, dimetil glutarat, etil propiyonat ve dietil karbonattır. Çalışmada ayrıca saf çözücülerle fiziksel ekstraksiyon denemeleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel aşamada kullanılacak karboksilik asitlerin ağırlıkça % 5'lik sulu çözeltileri hazırlanmıştır. Su fazının organik faza oranı 1:1 olarak çalışılmıştır. Fiziksel ekstraksiyonda organik faz sadece solventten oluşurken, reaktif ekstraksiyonda solvent+TPA karışımından oluşmaktadır. TPA oranı değiştirilerek her çözücüyle beş çalışma yapılmıştır. Deney bitiminde su fazı ve organik fazdaki asit miktarları tayin edilmiştir. Dağılma katsayısı, yükleme faktörü ve ekstraksiyon verimi değerleri hesaplanmıştır. Yapılan fiziksel ve reaktif ekstraksiyon sonuçları incelendiğinde, karboksilik asitlerin sulu çözeltilerden geri kazanımında organik faza TPA eklemesinin ekstraksiyon etkinliğini büyük oranda arttırdığı görülmüştür. TPA miktarının artmasıyla, dağılma katsayısı ve ekstraksiyon verimi yükselmiş, yükleme faktörü değeri düşmüştür. Çalışma sonucunda okzalik asit için TPA/MEK, sitrik asit için TPA/MEK ve maleik asit için TPA/1-bütanol kullanılması önerilmektedir. In this study, it is aimed to investigate the recovery of some carboxylic acids from aqueous solutions by using reactive extraction method. In this context, literature has been reviewed, and the combinations that have not been studied before, were created. Oxalic acid, citric acid and maleic acid have been used as carboxylic acids. Reactive extraction studies have been carried out using ten different solvents and tripropylamine (TPA) as reactant. Solvents used are; 1-butanol, isoamyl alcohol, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), diisobutyl ketone (DIBK), isobutanol, n-hexane, dimethyl glutarate, ethyl propionate and diethyl carbonate. In the study, physical extraction experiments were also carried out with pure solvents. Aqueous solutions 5 % by weight of carboxylic acids were prepared to be used in the experimental stage. The ratio of the water phase to the organic phase was studied as 1:1. The organic phase in the physical extraction consists of only solvent, while in the reactive extraction the organic phase consists of the mixture of solvent+TPA. Five studies were performed with each solvent by changing the TPA ratio. At the end of the experiment, acid amounts in the water phase and organic phase were determined. Values of distribution coefficient, loading factor, and the extraction yield were calculated. When the results of physical and reactive extraction were examined, it was seen that adding TPA to the organic phase greatly increased the extraction efficiency in the recovery of carboxylic acids from aqueous solutions. With the increase of TPA amount, distribution coefficient and extraction yield increased and the value of loading factor decreased. As a result of the study, it is recommended to use TPA/MEK for oxalic acid, TPA/MEK for citric acid and TPA/1-butanol for maleic acid.

Bu çalışmada, farklı bitkisel yağlardan elde edilen poliollardan poliüretan üretimi araştırılmıştır. Kanola, pamuk, ayçiçek, mısır, fındık, ketencik, soya ve zeytinyağı gibi bitkisel yağlar poliol üretiminde kullanılmıştır. Bitkisel yağlara epoksilleme, hidroksilleme, nötralizasyon ve saflaştırma işlemleri yapılarak bitkisel yağ bazlı poliollar elde edilmiştir. Bitkisel yağlardan poliol üretiminde, hidroksil sayısı üzerinde etkin olan -hidrojen peroksit miktarı ve reaksiyon süresi gibi- parametreler optimize edilmiştir. Aynı koşullarda farklı bitkisel yağların hidroksil sayılarının da farklı olduğu görülmüştür. Farklı sıcaklıklarda hem bitkisel yağların hem de bitkisel yağlardan elde edilen poliolların reolojik özellikleri belirlenmiştir. Hem bitkisel yağ hem de bu yağdan elde edilen poliolun viskoziteleri ile sıcaklık arasında kolerasyonlar geliştirilmiştir. Üretilen poliüretanın mekanik mukavemeti, yoğunluğu, ısıl iletkenliği, gözenek yapısı, yanmazlığı, çapraz bağ yapısı, termal kararlılığı gibi özellikleri karakterize edilmiştir. Ayrıca mermer, melamin fabrikası atıkları ve bazı inorganik katkı maddelerinin poliüretanın özelliklerine etkisi incelenmiştir. Kanola, ayçiçek, mısır, pamuk, fındık ve soya yağından elde edilen bitkisel yağ bazlı poliollar poliüretan üretiminde daha pozitif sonuçlar vermişlerdir. Ketencik ve zeytinyağı bazlı poliollar ile üretilen poliüretanlarda çapraz bağ yapısı, mekanik dayanım, ısıl iletkenlik ve gözeneklilik negatif etkilenmiştir. Bitkisel yağ bazlı poliol ve poliüretan sentezlenirken; sıcaklık, nem, ham madde, katkı maddeleri, katalizörler, karıştırma hızı ve basınç gibi parametrelerin optimum ve sabit değerlerde tutulmasının gerekli olduğu görülmüştür. Çünkü maksimum verim elde etmek için her bir parametrenin uygun değerlerde olması gerekmektedir. Bitkisel yağ bazlı poliollara uygun katalizör, başlatıcı ve katkı maddeleri ilave edilerek poliüretan üretimi için karışım hazırlanmıştır. İlk olarak bitkisel yağ bazlı poliola oda sıcaklığında katkı maddeleri ilave edilerek karışım homojen hale getirilmiştir. Karışımın homojen olması için ilave edilen katkı maddelerinin boyutu önemlidir. Su, silikon ve amin katalizörleri optimize edilmiş oranlarda ayrı bir yerde karıştırılıp hazırlanmıştır. Poliüretan üretimi için karışıma izosiyanat ve kalay oktoat optimum oranlarda ilave edilmiştir. Sırasıyla katkı maddeleri, su, silikon, amin, kalay oktoat ve izosiyanat bileşenleri bitkisel yağ bazlı poliol içerisine ilave edilmiştir. Diğer tüm parametreler sabit tutularak, aynı hidroksil sayısına sahip bitkisel yağ bazlı poliollar kullanılarak, yağ cinsinin poliüretan malzeme üzerinde etkisi araştırılmıştır. Aynı koşullarda farklı yağ temelli poliollar kullanılarak üretilen poliüretanın hücre yapısı, çapraz bağ yapısı ve mekanik özellikleri karşılaştırılmıştır.Hidroksil sayısının poliüretan malzeme üzerindeki etkisini araştırmak amacı ile diğer etkin parametreler sabit tutularak, farklı hidroksil sayılı kanola yağı bazlı poliol kullanılarak poliüretanlar üretilmiştir. Elde edilen poliüretanların gözenek morfolojisi, bağ yapısı ve mekanik özellikleri karşılaştırılmıştır. Optimum hidroksil sayısında elde edilen poliüretanın gözenekleri homojen, açık ve çapraz bağ yapısının güçlü olduğu görülmüştür. Düşük hidroksil sayılı poliollarla üretimlerde gözenekler kapalı ve yumuşak iken yüksek hidroksil sayılı poliollarda kırılganlık artmış ve mekanik dayanım düşmüştür.Katkı maddesinin tanecik boyutunun ısı iletim katsayısına etkisi de incelenmiştir. Kullanılan katkı maddesinin tanecik çapı arttıkça, poliüretanın ısı iletim katsayısının da artığı gözlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Bitkisel yağlar, Bitkisel yağ bazlı poliol, Poliüretan. In this study, the production of flexible polyurethane from polyols obtained from different vegetable oils has been investigated. Canola, cotton, sunflower, corn, nuts, linseed, soybean and olive vegetable oils have been used in the production of polyol. Polyols based vegetable oil were obtained by applying processes of epoxidation, hydroxylation, neutralization and purification. In the polyols production from the vegetable oils, the effective parameters such as hydrogen peroxide and reaction time on the hydroxyl numbers have been optimized. It was observed that the hydroxyl numbers of polyols produced from different vegetable oils are different from one another. Rheological properties of both vegetable oils and the polyols obtained from those vegetables oils were determined at different values of temperatures. The correlations between the viscosities and the temperature have been developed for both the vegetable oils and the polyols obtained from those vegetable oils.Mechanical strength, density, thermal conductivity, pore structure, flammability, crosslink structure, thermal stability of the produced polyurethane has been characterized. In addition, the effects of marble, melamine factory wastes and some inorganic additives on the properties of polyurethane were investigated.The vegetable oil based polyols obtained from canola, sunflower, corn, cotton, hazelnut and soybean oil gave more positive results in polyurethane production. The cross-linking structure, mechanical strength, thermal conductivity and porosity were negatively affected in the polyurethanes produced from linseed and olive oil based polyols. It was observed that the parameters such as the temperature, humidity, raw material, additives, catalysts, mixing speed and pressure should be kept at constant at the optimum values in vegetable oils-based polyols and polyurethane synthesis since in order to obtain the maximum yield, each parameter is required to be at a suitable value. Formulation was prepared for the production of polyurethane by adding suitable catalysts, initiators and additives to vegetable oil based polyols. First, the additives are added into the vegetable oil-based polyols at room temperature and then the mixture was homogenously stirred. The size of the additives is important for the homogeneity of the mixture. The mixtures of water, silicon and amine catalysts were prepared by taking the optimized proportion of each one in a different vessel. Isocyanate and stannous octoate were added in the optimized proportions for polyurethane production. The additives, water, silicon, amine, stannous octoate and isocyanate components were added to the vegetable oil-based polyol, respectively. The effects of types of oils on the polyurethane material were investigated by using vegetable oil-based polyols having the same hydroxyl number while keeping all other effective parameters constant. The cell structure, crosslink structure and mechanical properties of polyurethane produced by using different vetegatable oil-based polyols at the same conditions were compared each other. With aim of investigating the effect of hydroxyl numbers on the polyurethane, polyols, produced from canola oils, with different hydroxyl numbers have been used in the production of polyurethane while keeping the other effective parameters constant. It was observed that the pores of the obtained polyurethane were homogeneous, open and strong cross-linked while the number of hydroxyls was at the optimum values in vegetable oils-based polyols. In the production with polyols having low hydroxyl number, pores are closed and soft, while in that with the polyols having high hydroxyl numbers increase fragility and decrease mechanical strength.The effect of the particle size of the additive on the thermal conductivity was also investigated. It was observed that as the particle diameter of the used additive increased, the thermal conductivity of the polyurethane also increased.Key Words: Vegetable oils, Vegetable oil based polyol, Polyurethane. 158

Bu tez çalışmasında, süperkapasitör uygulamasına yönelik, yüksek spesifik kapasitans, yüksek enerji ve güç yoğunluğu ile uzun döngü ömrüne sahip grafen temelli nanokompozitlerin sentezlenmesi amaçlanmıştır. Grafen oksitin (GO) çevre dostu bir indirgeyici ve stabilizör ajan olan liken özütü (Cetraria islandica (L.) Ach.) ile indirgenmiş grafen oksit (rGO) yapısı elde edilmiştir. Çalışma kapsamında ayrıca GO, rGO ve azot katkılı indirgenmiş grafen oksit (N-rGO) yüzeyinde, metal nanotanecik (Ag, Au), bimetalik nanotanecik (AgAu), metal oksit nanotanecik (Fe3O4) ve iletken polimer (PANI) yapılarının sentezlenmesi ile süperkapasitör uygulamasına yönelik olarak hem elektriksel çift tabaka hem de psödokapasitans mekanizmaları ile enerji depolama özeliğine sahip, yüksek iletkenlik ve mekanik dayanımı olan hibrit elektrot nanomalzemeleri başarıyla sentezlenmiştir. Hazırlanan nanokompozitler Fourier-dönüşümlü kızıl ötesi spektroskopisi (FTIR), Raman spektroskopisi, UV-görünür bölge spektrofotometre analizi, X-ışınları kırınımı (XRD), X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS), elementel analiz, Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve EDX analizi, Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) ve Yüksek Çözünürlüklü Geçirimli Elektron Mikroskobu (HR-TEM) analizleri ile karakterize edilmiştir. Nanokompozitlerin sentez parametreleri ve kompozit bileşiminin elektrokimyasal performanslarına etkileri incelenmiştir. Elektrokimyasal özelikler üçlü ve ikili elektrot konfigürasyonlarında dönüşümlü voltammetri (CV), galvanostatik şarj-deşarj (GCD) ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) analizleri ile belirlenmiştir.Literatürde ilk kez Cetraria islandica (L.) Ach. ekstraktı ile hazırlanmış olan LrGO-AgAu bimetalik nanotanecik nanokompoziti yüzeyinde DBSA sulu çözeltisinde anilin monomerinin polimerizasyonu ile hazırlanmış olan LrGO-AgAu-PANI nanokompoziti, ikili elektrot konfigürasyonunda 1 A/g akım yoğunluğu değerinde, LrGO-PANI (428.9 F/g) ve saf PANI (61 F/g) gibi bileşenlerinden daha üstün elektrokimyasal performans sergileyerek, 592.2 F/g spesifik kapasitans ortaya koymuş ve 3000 tekrarlı şarj-döngüsünün ardından kapasitansının 93.1%'ini koruyarak yüksek kapasitans ve döngü kararlılığı ortaya koymuştur. Bu nedenle literatürde ilk kez sentezlenmiş olan LrGO-AgAu-PANI nanokompoziti başta olmak üzere tez çalışması kapsamında hazırlanmış olan elektrot malzemeleri süperkapasitör uygulamaları için önemli potansiyele sahiptir. Elde edilen bulgular elektrot malzemelerinin birbirleri ile oluşturdukları kompozitlerin, sahip oldukları dezavantajları önemli ölçüde gidermenin yanında, birbirleri arasındaki sinerjik etkiler yoluyla kompozitin elektrokimyasal performansını kayda değer şekilde geliştirdiğini göstermektedir. In this thesis, it is aimed to prepare graphene based nanocomposites that have high specific capacitance, high energy and power densities, and long cycle life. Reduced graphene oxide (rGO) was prepared by reduction of graphene oxide with lichen extraxt (Cetraria islandica (L.) Ach.), which is environmentally friendly reducing and stabilizing agent. In addition, to prepare hybrid electrode materials having high electrical conductivity and excellent mechanical strength, that can store energy with both electrical double layer and pseudocapacitance mechanisms towards supercapacitor application, metal nanoparticles (Ag, Au), bimetallic nanoparticles (AgAu), metal oxide nanoparticles (Fe3O4) and conducting polymer (PANI) structures were synthesized succesfully on the surfaces of GO, rGO and nitrogen doped reduced graphene oxide (N-rGO). The prepared nanocomposites were characterized with Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, UV visible spectrofotometer analysis, X-ray diffraciton (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), elemental analysis, Scanning electron microscope (SEM) and EDX analysis, Transmission electron microscope (TEM) and High resolution transmission electron microscope (TEM) analyses. The effects of synthesis parameters and composite composition of nanocomposites on electrochemical performance were investigated. Electrochemical properties of electrode materials were determined in both two-electrode and three-electrode configurations with cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge-discharge (GCD), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analyses. LrGO-AgAu bimetallic nanoparticle nanocomposite was prepared with Cetraria islandica (L.) Ach. extract for the first time in the literature. LrGO-AgAu-PANI nanocoposite was prepared with polymerization of aniline monomer on LrGO-AgAu surface in DBSA aqueous media. The LrGO-AgAu-PANI nanocomposite exhibited superior specific capacitance (592.2 F/g), compared to LrGO-PANI (428.9 F/g) and pristine PANI (61 F/g) in two-electrode configuration. In addition, the LrGO-AgAu-PANI electrode have long-cycle life and maintained 93.1% of its capacitance after 3000 charge-discharge cycles. Because of their superior electrochemical properties LrGO-AgAu-PANI nanocomposite which was prepared for the first time in the literature and other nanocomposites that were prepared in the concept of the thesis are promising electrode materials toward supercapacit applications. As a result, the formed nanocomposite structures were significantly remove the disadvantages of the components. In addition the synergistic effects between the components enhanced the electrochemical performance of the nanocomposite considerably. 415

Doğal kaynaklara erişiminin kolay ve maliyetinin düşük olması nedeniyle, son yıllarda kompozit malzeme geliştirme üzerine yapılan araştırmalar, sentetik malzemeler yerine alternatif doğal katkı malzemelerin geliştirilmesi üzerine yoğunlaşmıştır. Lif takviyeli polimer matrisli kompozit malzemelerin üretiminde bitki liflerinin kullanımı çevre dostu ve sürdürülebilir bir süreçtir. Düşük ağırlık, düşük maliyet, üretim ekipmanlarına zarar vermeme ve iyi mekanik dayanım gibi özelliklerinden dolayı, doğal bitkilerden elde edilen selüloz liflerinin, sentetik liflere alternatif olarak polimer matrisli kompozit malzemelerin üretiminde takviye elemanı olarak kullanımı birçok endüstriyel alanda artmıştır. Bu çalışmanın amacı, otomotiv endüstrisinde birçok otomobil bileşeninin yapısında yer alan polistiren (PS) ve polivinil klorür (PVC) gibi polimerleri ve doğal bitki liflerini kullanarak, mekanik özellikleri iyileştirilmiş yeni bir kompozit malzeme geliştirmektir. Bu çalışmada doğal selüloz liflerinin eldesi için atık enginar sapları kullanılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında enginar sapının yapısal bileşimi tayin edilmiş ve mikrokristalin selüloz (MCC) elde edilmiştir. Elde edilen MCC'nin Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi (FTIR) ile kimyasal yapısı, X ışını kırınım (XRD) yöntemi ile kristal yapısı ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile morfolojik yapısı incelenmiştir. Mikrografikler incelendiğinde, MCC'nin bir eksen boyunca yönlenmiş, mikro düzeyde çapa sahip liflerden oluşan düzenli bir yapı sergilendiği belirlenmiştir. Daha sonra çözelti döküm yöntemi ile MCC katkılı polimer matrisli kompozitler üretilmiştir. Kompozit malzemeleri oluşturan bileşenler arasındaki kimyasal etkileşimler FTIR ile analiz edilmiştir. PS ana matrisine; PVC, gliserol ve MCC katkılarının ve katkı oranlarının, kompozit malzemelerin, mekanik özellikleri, termal bozunma davranışları, morfolojik yapıları ve dielektrik özellikleri üzerindeki etkileri sırasıyla çekme testleri, termogravimetrik analiz (TGA), SEM ve dielektrik sabiti ölçümleri ile incelenmiştir. Yapılan çekme testleri sonucuna göre PS:PVC kütle oranı 5:3 olan ve %3 MCC katkısı içeren kompozit filmin en iyi çekme dayanımına (20,32 MPa) sahip olduğu ve saf PS filmine göre çekme dayınımının %55 arttığı belirlenmiştir. Recently, researchs on the development of the composite materials have focused on the development of alternative natural additives, instead of the synthetic materials due to easy access and low cost of natural resources. The use of plant fibers in the production of fiber reinforced polymer matrix composite materials is an environmentally friendly and sustainable process. The use of cellulose fibers from natural plants as an alternative to synthetic fibers as an additive in the production of polymer matrix composite materials has increased in many industrial fields due to their low weight, low cost, non-destructive properties for production equipments and good mechanical strength. The aim of the present study is to develop a new composite material with improved mechanical properties by using polymers such as polystyrene (PS) and polyvinyl chloride (PVC) which are used in the structure of many automobile components in the automotive industry with natural plant fibers. In this study, waste artichoke stalks were used to obtain natural cellulose fibers. In the first stage of the study, the structural composition of the artichoke stalks was determined and microcrystalline cellulose (MCC) was obtained. The chemical structure, crystal structure and morphological structure of the obtained MCC were examined by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD) method and scanning electron microscopy (SEM), respectively. Based on the SEM micrographs, MCC exhibits an ordered structure consisting of fibers with diameter in micro level and oriented along an axis. Then, MCC reinforced polymer matrix composites were produced by solution casting method. The chemical interactions between the constituents of the composite materials were analyzed by FTIR. The effects of PVC, glycerol and MCC additives and also the additive ratios on the mechanical properties, thermal decomposition behavior, morphological structures and dielectric properties of the PS matrix were investigated by tensile tests, thermogravimetric analysis (TGA), SEM and dielectric constant measurements, respectively. According to the tensile tests, it was determined that the composite film having a PS:PVC mass ratio of 5: 3 and containing 3% MCC exhibits the highest tensile strength (20,32 MPa) and the tensile strength increased by 55% compared to the neat PS film. 62

Bu çalışmada kitosanın pozitif yüklü (zayıf bazik gruplardan dolayı) hidrofilik bir polimer olma özelliğinden hareketle, kitosan esaslı jel partikül üretimi ve sorbent olarak değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Kitosandan iki farklı metotla (çöktürme-toplama metodu ve emülsiyon çapraz bağlama metodu) polimerik partikül üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen partiküller uygun enstrümantal ve analitik metotlarla karakterize edilmiştir. Son olarak partiküllerin bazik boyar madde (bazik mavi 41, BB41), su ve yağ asidi (oleik asit) sorpsiyon etkinlikleri araştırılmıştır.BB41 boyar maddesinin sorpsiyon verimi üzerine sorpsiyon parametrelerinin (sıcaklık, başlangıç pH değeri, kitosan miktarı, başlangıç boyar madde konsantrasyonu, temas süresi vb.) etkisinin belirlendiği adımda çöktürme toplama metodu ile üretilen kitosan partiküller kullanılarak optimum sorpsiyon şartları belirlenmiştir. Deney sonuçları Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Radushkevich (D-R) izoterm modelleri uygulanarak değerlendirilmiştir. Bu aşamada elde edilen verilerin Langmuir izotermi modeline oldukça iyi derecede uyduğu belirlenmiştir. Çalışmada kinetik parametreleri hesaplamak ve adsorpsiyon sürecinin ideal mekanizmasını belirlemek için yalancı birinci derece, yalancı ikinci derece model eşitlikleri kullanılmıştır. Yalancı ikinci dereceden modelin deneysel verileri açıklamak için daha uygun olduğu gözlenmiştir.BB41 boyar maddesinin sorpsiyon verimi üzerine kitosan partikül üretim şartlarının irdelendiği ikinci adımda, partikül üretim şartları (çapraz bağlayıcı türü, oranı, çapraz bağlanma süresi, kitosanın deasetilasyon derecesi, kitosanın molekül ağırlığı vb.) optimize edilen sorpsiyon şartlarında araştırıldı. Bu adımda emülsiyon ile çapraz bağlanmış partiküller kullanılmıştır. Sentez şartlarının BB41 boyar maddesinin sorpsiyonu üzerine etkisi belirlenmeye çalışılmıştır. Sunulan çalışmada iki farklı metotla üretilen partiküllerin karakterizasyonu ve sorpsiyon etkinliği karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Çapraz bağ yoğunluğunun, çapraz bağlanma mekanizmasının sorpsiyon verimi üzerine etkisi tartışılmıştır. Ayrıca bu çalışmada kitosan bazlı partiküllerin karakteristik özellikleri ve sorpsiyon etkinliği üzerine deasetilasyon derecesinin ve molekül ağırlığının etkisi yorumlanmıştır. In this study, chitosane-based gel particles were manufactured and evaluated as a sorbent due to chitosan's positive charge (because of weak primary group) hydrophilic polymer. Polymer particles were produced by two different methods from chitosane in the study (Method of precipitation-collection/Method of emulsion crosslinking method). Finally, sorption activities of the particle were tested for basic dye solution (basic blue 41, BB41), water and fatty acid (oleic acid).In the step where the effect of sorption parameters (temperature, initial pH value, chitosan concentration, initial dye concentration, contact time, etc.) on sorption yield of BB41 dye was determined, chitosan particles produced by precipitation collection method were used. The sorption experimental data were evaluated using applying the Langmuir, Freundlich, Temkin, and Dubinin-Radushkevich (D-R) isotherm models. It was determined that the Langmuir was more suitable for isotherm the process. Pseudo first order, pseudo second order kinetic models were used to calculate the kinetic parameters. It was concluded that the pseudo second-order kinetic model was described the adsorption data very well.In the second step which the effect of chitosan particle production conditions on the BB41 dye molecules sorption yield was examined, the particle production conditions were investigated (cross-linker type, ratio, cross-linking time, acetylation degree of chitosan, molar mass of chitosan, etc.) under optimized sorption conditions. Emulsion of cross-linked particles was used in these step. The effect of synthesis conditions on sorption of BB41 dye was tried to be determined.In the present study, the characterization and sorption efficiency of the particles produced by two different methods were examined comparatively. The effect of crosslinking density on sorption yield of crosslinking mechanism was discussed. In addition, the effect of the degree of acetylation and molecular weight on the characteristics and sorption efficiency of chitosan-based particles were also evaluated in this study. 93

Bu çalışmada, yüzeyi moleküler baskılı polimerik (MIP) film ile kaplı, platin nanoparçacık içeren polioksometalat hibriti (PtNPs/POM) temelli bir elektrokimyasal sensör geliştirilerek klorprifos tayininde kullanılması amaçlanmıştır. Klorprifos pestisitler grubundan kristal şeklinde organofosfat türü bir böcek ilacıdır. Polimerik membran yapısı ve kararlığı tespit edilmiştir. Klorprifos baskılanmış elektrotlar, klorprifos (hedef molekül) içeren pirol (monomer) çözeltileri varlığında dönüşümlü voltametri tekniği kullanılarak hazırlanmıştır. Aynı işlem hedef molekülü kullanılmadan da gerçekleştirilerek, klorprifos baskılanmamış polimerler (NIP) PtNPs/POM yüzeyine kaplanmıştır. Modifiye elektrotlar kullanılarak geliştirilen yöntem için optimizasyon çalışmaları gerçekleştirildikten sonra moleküler baskılanmış elektrokimyasal sensörüne dayalı yöntemin, validasyon çalışmaları yapılmıştır. Daha sonra da, validasyonu yapılan yöntem, klorprifos'un hassas tayin edilmesinde uygulanmıştır. The aim of this study is to develop an electrochemical sensor composed of the combination of platinum nanoparticles including polyoxometalate hybrid (PtNPs/POM) based molecularly imprinted polymers (MIP) and apply to the determination of chlorpyrifos in waters. Chlorpyrifos is crystalline organophosphate insecticide in the group of pesticides. The chlorpyrifos imprinted electrodes (MIP) were prepared by using cyclic voltammetry in the presence of pyrrole (monomer) solutions containing chlorpyrifos (template). Same procedures were applied for the synthesis of non-imprinted PtNPs/POM without template molecule (NIP). Firstly, the optimization studies for the proposed method were performed. After that, validation studies were also be performed. After the validation study, the developed sensor was used for the sensitive determination of chlorpyrifos 51

Bu tezde doğal polimerlerden hazırlanan ağızda dağılan filmlerin, zeytin yaprağı ekstraktı polifenolleri ile yüklenmesi ve elde edilen filmlerin karakterizasyonu incelenmiştir.Ağızda dağılan filmler ilaç taşıyıcı sistemler arasında bir çok avantajı olan bir uygulama şeklidir. Geleneksel ilaç verme şekillerinde bazı durumlarda problemler yaşanabilmektedir. Örneğin; pediatrik ya da geriatrik hastalar yutma problemi yaşayabilmektedir. Böyle durumlarda ağızda dağılan bir film ile ilacı verebilmek çok büyük kolaylık sağlamaktadır. Çünkü film ağıza alındığından bir süre sonra tükürükte dağılmakta ve yutma gerektirmeden vücuda girmektedir.Filmler çözücü dökme yöntemi ile hazırlanmıştır. Hazırlanan filmlerin karakterizasyon çalışmaları yapılmış ve aktif maddenin uygulanan yöntemle taşınabileceği tespit edilmiştir.Anahtar sözcükler: Ağızda dağılan filmler, oral film, bukkal film, karboksimetil kitosan, bamya sakızı, zeytin yaprağı ekstraktı. In this thesis, mouth dissolving films prepared from natural polymers loaded with olive leaf polyphenols and characterization of the obtained films were investigated.Mouth dissolving films are a form of administration with many advantages among drug delivery systems. In some cases, problems may be experienced with conventional drug delivery methods. For example, pediatric or geriatric patients may have swallowing problems. In such cases, it is of great convenience to be able to dispense the drug with a film dispersed in the mouth. Because after the film is taken into the mouth, it diffuses in saliva and enters the body without swallowing. Films prepared by solvent casting method. Characterization studies of the prepared films were made and it was determined that the active substance could be transported by the applied method.Keywords: Mouth dissolving film, oral film, buccal film, carboxymetyl chitosan, okra gum, olive leaf extract. 84

Hyalüronik asit (HA), biyouyumluluk, biyobozunurluk, mükemmel su tutma kapasitesi ve toksik olmama gibi üstün özellikleri sayesinde dünya ölçeğinde önemli bir pazar payına sahiptir. 1,4-bütandiol diglisidil eter (BDDE) ile çapraz bağlanmış HA esaslı hidrojellerin ilaç taşıyıcı sistemler ve osteoartrit tedavisi gibi önemli uygulama alanları bulunmaktadır. HA hidrojellerinin bu özellikleri dikkate alınarak detaylı jel karakterizasyonu yapılmıştır. Bu çalışmalar kapsamında HA'in polimer-çözücü etkileşim parametresi () ışık saçılması yöntemi (LS) ile 25 oC'de 0.418 olarak tayin edilerek farklı çapraz bağ yoğunluğuna sahip hidrojellerin çapraz bağlar arasında kalan ortalama molekül ağırlığı ((Mc) ̅) farklı HA/BDDE oranlarında hazırlanan hidrojeller için hesaplanmıştır. Çapraz bağlanma sonrasında geriye kalan muhtemel serbest epoksi gruplarının belirlenmesi için HA'in BDDE ile çapraz bağlanma reaksiyonu 1H NMR spektroskopisi ile anlık olarak (real-time) izlenmiştir. HA'in parametresi hesaplanmasına daha önce literatürde rastlanmamıştır. Çalışma bu bakımdan ilk olmasıyla da önem taşımaktadır.Beş farklı HA/BDDE (1:0.033, 1:0.044, 1:0.055, 1:0.066, 1:0.088) oranında hidrojeller hazırlanarak denge şişme dereceleri 25 °C'de PBS (pH 7.4) ortamında belirlendi. Aynı işlem üç farklı HA/BDDE (1:0.033, 1:0.055, 1:0.088) oranındaki hidrojeller için dört farklı pH'da (2, 4, 6, 10) tekrarlandı. Çapraz bağlayıcı miktarı arttıkça denge şişme oranının azaldığı gözlendi. Osteoartrit tedavisinde hafif çapraz bağlı HA-BDDE hidrojelleri kolay enjeksiyon sebebiyle tercih edilmektedir. Enjeksiyon esnasında oluşabilecek muhtemel komplikasyonların (enfeksiyon vb.) önlenmesi amacıyla HA-BDDE hidrojellere antibiyotik (amoksisilin) yüklenerek PBS (pH 7.4) ortamında 37 °C de ultraviyole spektroskopisi (UV) ile 275 nm dalga boyunda farklı HA/BDDE oranlarında hazırlanan hidrojeller için izlenmiştir. Hyaluronic acid (HA) has a remarkable market share in worldwide due to its superior properties such as biocompatibility, biodegradability, extremely water absorption, and non-toxicity. HA-based hydrogels cross-linked with 1,4-butanediol diglycidyl ether (BDDE) have various important applications in drug delivery and osteoarthritis treatments. Considering the remarkable properties of HA hydrogels, more detailed gel characterization was performed. Within the scope of the studies, the polymer-solvent interaction parameter () of HA was determined to be 0.418 at 25 oC with light scattering (LS) technique and the average molecular weight between crosslinks ((Mc) ̅) of hydrogels with different crosslink densities were calculated at different HA/BDDE ratios. To determine the possible free epoxy groups remained within the hydrogels, the crosslinking reaction of HA with BDDE was real-time monitored by ıH NMR spectroscopy. Five different hydrogels were prepared at different HA/BDDE ratios (w/w, 1:0.033, 1:0.044, 1:0.055, 1:0.066, 1:0.088), and their equilibrium swelling degree values were determined at 25 oC in PBS (pH 7.4) medium where the equilibrium swelling degree of the hydrogels decreased with the increasing content of BDDE. Equilibrium swelling degree of hydrogels in three different HA/BDDE ratios (w/w, 1: 0.033, 1: 0.055, 1: 0.088) at different pHs (2, 4, 6, and 10) were determined. In the treatment of osteoarthritis, lightly cross-linked HA-BDDE hydrogels are preferred for easy injection. To prevent possible complications (infection, etc.) that may arise during injection, antibiotics (amoxicillin) were loaded in HA-BDDE hydrogels, and drug release at 37 oC in PBS (pH 7.4) medium was monitored by ultraviolet spectroscopy (UV) at 275 nm wavelength for hydrogels prepared at different HA/BDDE ratios. 67

Çalışmanın amacı, Bursa'daki bir tekstil fabrikasından temin edilen S.S Yellow 3RF, S.S Red 3 BF, Reactive Blue 221 boyaları içeren atık suyun % renk ve kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) gideriminin ozon, ozon+UV, ozon+H2O2, ozon+UV+H2O2, ozon+UV+ H2O2+FeSO4.7H2O ve ozon+UV+H2O2+MnSO4.H2O yöntemleri ile deney tasarım yöntemiyle optimizasyonunun gerçekleştirilmesidir. % Renk ve KOİ giderimine pH, H2O2 derişimi, katalizör türü, derişimi ve tepkime süresi gibi işletme parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Ozon yönteminde pH ve sürenin, renk giderimi üzerine etkisi deney tasarımında D- Optimal tasarım altında Factorial metod kullanılmıştır. pH, H2O2 derişimi, katalizör türü, derişimi ve tepkime süresi gibi belirlenen etkili faktörlerin optimize edilmesi ise, cevap yüzey yöntemi (RSM) olan merkezi kompozit deney tasarımı (CCD) ile gerçekleştirilmiştir. % Renk giderimi spektrumun altında kalan alan ve APHA 2120 standart yöntemiyle belirlenen renk birimi (CU, color unit) ölçümü yardımıyla bulunmuştur. % Renk giderimi alan ve CU yöntemleriyle sırasıyla; 60 dk ozon ile % 98,% 95, 60 dk ozon+UV ile % 98,% 94, 60 dk ozon+10 mM H2O2 ile % 98,% 95, 60 dk ozon+UV+10 mM H2O2 ile % 99,% 97, 42 dk ozon+UV+11 mM H2O2+1.23 mM FeSO4.7H2O ile % 98,% 96 ve 60 dk ozon+UV+20 mM H2O2+2 mM MnSO4.H2O ile % 97,% 94 bulunmuştur. % KOİ giderimi; ozon ile % 37, ozon+UV ile %33, ozon+10 mM H2O2 ile % 31, ozon+UV+10 mM H2O2 ile % 35, ozon+UV+11 mM H2O2+1.23 mM FeSO4.7H2O ile % 23 ve ozon+UV+20 mM H2O2+2 mM MnSO4.H2O ile % 11 bulunmuştur. % KOİ giderimini arttırmak için bir kimyasal arıtım olan oksidasyon yönteminin ardından biyolojik bir yöntem olan biyosorpsiyon denenmiştir. Bu amaçla, Chlorella vulgaris isimli mikroalg ile biyosorpsiyon işlemi yapılmış ve % KOİ giderimi % 55'e kadar yükselmiştir. Bununla birlikte ozon, ozon+UV, ozon+H2O2, ozon+UV+H2O2 yöntemleri ile rengi giderilmiş atık suyun alıcı ortama (doğal ortama) verilebilmesi için arıtılan bu suda canlı yaşayabilirliğini tespit etmek amacıyla Pseudomonas putida KT2440 (DSM 6125) isimli bakteri türü kullanılmıştır. Yapılan çalışmalarda bakterilerin ozon ve ozon+UV yöntemleriyle arıtılmış atık sularda üreyebildikleri görülmüştür (T=30 °C, N=150 rpm, tçoğalma=28 saat, pH~7). En fazla bakteri üremesinin, ozon+UV ile rengi giderilmiş atık suda gerçekleşmiştir. Objective of this study is to provide optimizing color and chemical oxygen demand (COD) removal of waste water containing S.S Yellow 3RF, S.S Red 3 BF, Reactive Blue 221 dyes produced by a textile factory in Bursa with ozone, ozone+UV, ozone+H2O2, ozone+UV+H2O2, ozone+UV+H2O2+FeSO4.7H2O and ozone +UV+H2O2+MnSO4.H2O and experimental design methods. The parametres such as the effects of pH, H2O2 concentration, catalyst type, concentration and reaction time on the color and COD removal (%) are analyzed. The effect of pH and time on color removal in the ozone method is used in the experimental design, the Factorial method under the D-Optimal design. The optimization of determined effective factors such as pH, H2O2 concentration, catalyst type, concentration and reaction time is carried out by the central composite experimental design (CCD), which is the response surface method (RSM). Color removal is found with the help of the area under the spectrum and the color unit (CU, color unit) measurement determined by the APHA 2120 standard method. In turn, color removal (%), field and CU is found respectively: with ozone for 60 minutes 98 %, 95 %, with ozone+UV for 60 minutes 98 %, 94 %, with ozone+10 mM H2O2 for 60 minutes 98 %, 95 %, with ozone+UV+10 mM H2O2 for 60 minutes 99 %, 97 %, with ozone+11 mM H2O2+UV+1.23 mM FeSO4.7H2O for 42 minutes 98 %, 96 % and with ozone+20 mM H2O2+UV+2 mM MnSO4.H2O for 60 minutes 97 %, 94 %. COD removal (%) is found respectively: ozone 37 %, ozone+UV 33 %, ozone+10 mM H2O2 31 %, ozone+UV+10 mM H2O2 35 %, ozone+UV+11 mM H2O2+1.23 mM FeSO4.7H2O 23 % and ozone+UV+20 mM H2O2+2 mM MnSO4.H2O 11 %. After the oxidation method, which is a chemical treatment to increase COD removal, biosorption, a biological method, was tried. For this purpose, the microalgae named Chlorella vulgaris was biosorbed and COD removal increased up to 55 %. However, in order to determine the viability of wastewater without color that has been removed by ozone, ozone+UV, ozone+H2O2, ozone+UV+H2O2 methods to the receiving environment (natural environment), bacteria type named Pseudomonas putida KT2440 (DSM 6125) used. It is observed that bacterium can reproduce in the waste water that is removed with ozone and ozone+UV methods. (T=30 °C, N=150 rpm, treproduction=28 hour, pH~7). The furtest bacteria producing has accured in waste water without color with ozone+UV. 170

Within this thesis, it is aimed to develop a chromate-free, environmentally friendly and industrially practicable pre-treatment process to advance the corrosion resistance and paintability of galvanized steel and aluminum surfaces where coil coatings are widely applied. In accordance with this purpose, the silane coating solution containing three different silane sources γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (γ-GPS), 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES) and tetraethyl orthosilicate (TEOS) was prepared by following sol-gel hybrid inorganic-organic method. Galvanized steel and aluminum surfaces, which have been removed from oil and dirt, were coated with the prepared silane solution and then cured. A melamine-based primer and topcoat were also applied to the pre-treated surfaces after completion of the pre-treatment step. Additionally, metal surfaces coated with both commercial phosphate and sol-gel pretreatment materials were evaluated in comparison with our existing silane pretreatment study. As parameters, effect of the pH and silane content on film forming properties were chosen. Chemical structures of the silane sol-gel pretreatment mixture was characterized by FTIR (Fourier transform infrared spectroscopy) while the thermal behaviours of the pretreatment material was investigated by using TGA-DSC (Thermal gravimetric and differential thermal analyzer) were investigated. The metal-paint adhesion was determined by mechanical tests such as impact, tensile and t-bending tests. On the other hand, corrosion evaluations were carried out in the salt spray and condensing humidity chambers. As a result of these tests, it can be concluded that the surfaces which were hydrolyzed for 24 hours and containing 4 v.% silane (γ-GPS,APTES,TEOS) had a performance similar to the conventional phosphate pretreatment., Bu proje ile, bobin boyalarının yaygın olarak uygulandığı galvanizli çelik ve alüminyum yüzeylerin korozyon direncini ve boyanabilme özelliğini iyileştirmek için kromat içermeyen yenilikçi, çevre dostu ve endüstriyel olarak kolay uygulanabilir bir ön işlem sürecinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda üç farklı silan kaynağı γ-glycidoxypropiltrimethoxysilane (γ-GPS), 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES) ve tetraethyl orthosilicate (TEOS) içeren kaplama çözeltisi, hibrit inorganik-organik sol-jel yöntemi izlenerek hazırlanmıştır. Yağ ve kiri alınmış olan galvanizli çelik ve alüminyum yüzeyler hazırlanan silan çözeltisi ile kaplanmış ve ardından kürleme işlemine tabi tutulmuşlardır. Ön işlem aşamasından sonra ise, metal yüzeylere melamin bazlı bir astar ve son kat boya uygulamaları yapılmıştır. Ayrıca, hem fosfat içeren hem de ticari sol-jel ön işlem malzemeleriyle kaplanan metal yüzeyler mevcut çalışmamızla kıyaslı olarak değerlendirilmiştir. Silan sol-jel ön işlem malzemesi hazırlanırken değişik hacimlerde kullanılan silan kaynakları ve pH parametre olarak seçilmiştir. Hazırlanan ön işlem malzemesinin kimyasal yapılanmaları FTIR (Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi) ile tanımlanmış olup, TGA-DSC (Termal gravimetrik ve diferansiyel termal analiz cihazı) kullanılarak elde edilen bu malzemenin ısıl davranışları incelenmiştir. Metal boyasının yapışma kuvvetini değerlendirmek için bobin boyama sektöründe kabul gören testlerden darbe, çekme ve t-bükme testleri, korozyon direnci için ise nem direnci ve tuzlu sis testleri yapılmıştır. Yapılan bir dizi denemeler sonucunda pH değeri 3 olan, 24 saat hidroliz edilmiş ve hacimce %4 silan (γ-GPS,APTES,TEOS) içeren ön işleme tabi tutulan yüzeylerin, geleneksel fosfat ön işlemine yakın oranda performans sergilediği gözlemlenmiştir.

Kontrollü ilaç salımı ilaç sektöründe büyüyen ve gelecek vadeden bir sektördür. İlacın hedeflenen noktaya direk ulaşması ve minimize edilmiş yan etkiler, kontrollü ilaç salımını geleneksel yöntemlere göre avantajlı kılmaktadır. Kil ile hazırlanan polimerik nonokompozitler, ilaç salımı çalışmalarında önemli bir yer tutmaktadır. Smektit kil grubuna ait olan montmorillonit (MMT) düzenli katmanlı yapısı sebebiyle polimerik nanokompozit hazırlanmasında sıklıkla tercih edilmektedir. Kitosan (CS) doğal biyodönüşümlü, birçok kil türüne yüksek ilgi gösteren bir polimerdir. Oldukça biyouyumlu olması, kabul edilebilir derecede biyodönüşümlü olması, düşük toksik özelliği bu kompoziti nanokompozit üretiminde cazip bir seçenek olmasına neden olmaktadır. Paroksetin hydrochloride (PHH) majör depresif bozukluklarda kullanılan bir antidepresandır. Bu çalışmada kitosan/montmorillonit kompozit filmleri çözelti döküm yöntemi ile hazırlanmıştır. Farklı kitosan/kil (MMT/NaMMT) (1/0, 1/0,1, 1/0,2, 1/0,4) oranlarında hazırlanan kompozitlere Paroksetin (30 mg) eklenmiştir. Ayrıca 1/0,4 oranında hazırlanan kitosan/kil (MMT/NaMMT) kompozitlere farklı miktarlarda Paroksetin (30 mg, 60 mg) ve gliserol (0, 25 mg, 50 mg) eklenmiştir. İlaçlı ve ilaçsız filmlerin yapısal özelliklerinin incelenmesi için FT-IR ve SEM analizleri ile şişme testleri gerçekleştirilmiştir. İlaç içeren bütün kompozitlerin ilaç salım profilleri 37 0C ve pH 7.4 olan fosfat tamponu içeren ortamda incelenmiştir. En yüksek ilaç salımı sadece kitosan/PHH biyokompozit ile 170 saatin sonunda %69 olarak gerçekleştirilmiştir. Kitosana eklenen kil oranı arttıkça salım miktarı ve hızı azalmıştır. Herbir kompozitten in vitro ilaç salım verisi dört farklı kinetik modele uyarlanarak (Korsmeyer_Peppas, Higuchi, Sıfırıncı derece, birinci derece), salım kinetiği parametreleri elde edilmiştir. Bu çalışmada hazırlanan kitosan/montmorillonit biyokompozitinin Paroksetin ilacı için uygun bir taşıyıcı olma potansiyeli taşıdığı gösterilmiştir. Controlled drug delivery is promising and growing segment of the pharmaceutical market. Targeted delivery and minimized side effect makes it advantageous than the traditional drug delivery method. Polymeric nanocomposites prepared with clay has great potential importance in drug release studies. Montmorillionette (MMT) which belongs to smectite clays, with a regular layered structure is widely used in preparing polymeric nanocomposites. Chitosan (CS) is natural biodegradable polymer and has extremely high affinity for many types of clays. Excellent biocompatibility and admirable biodegradability, low toxicity make it eligible for nanocomposites production. PHHetine hydrochloride (PHH) is a antideppresant, prescribed for major depressive disorders. In this study, chitosan/montmorillonite composite films were prepared by solvent casting method PHHetine (30 mg) was added to composites various chiton/clay ratio (MMT/NaMMT) (1/0, 1/0,1, 1/0,2, 1/0,4). In addition to that different amounts of PHHetine (30 mg, 60 mg) and glycerol (0, 25 mg, 50 mg) were supplemented to chitosan/clay composites prepared at 1/0.4 ratio. To investigate the structual properties of drug-containing and non-drug containing films FT-IR, and SEM analysis and swelling tests were done. The release profiles of all drug containing composites into phosfate buffer at 37 0C and pH 7.4 were investigated. The highest drug release was observed by CS/PHH nanocomposite as 69 % after 170 hours. Increasing in clay ratio incorporated into chitosan resulted by decreasing drug relase rate and amount. In vitro drug release data for each nanocomposites were fitted into four different kinetic models: Zero order, First order, Higuchi and Korsmeyer-Peppas models. In this study, it has been exhibited that chitosan/montmorillonit nanocomposite developed has a potential to become a suitable carrier for PHHetine drug. 98

YÖK Tez No: 618537 Bisfenol-A (BPA) özellikle polikarbonat ve epoksi reçinelerin üretiminde kullanılan önemli bir endüstriyel hammaddedir. Bunların dışında fenoksi, akrilik ve polisülfon reçineler, antioksidanlar (PVC) ve kompakt disklerin üretiminde kullanılmaktadır. BPA, teorik olarak sitokiometrik 2 mol fenol ile 1 mol asetonun kondenzasyonu ile sentezlenmektedir. Homojen, sıvı (HCl, H2SO4) ve heterojen, katı (amberlist, zeolit) fazda katalizörler bu sentezde kullanılabilmektedir. Her iki katalizör çeşidinin avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır. Homojen katalizörler ile düşük sıcaklıkta kısa sürede yüksek dönüşümle BPA elde edilebilir. Buna karşılık yüksek korozyon ve katalizörün geri kazanılmasındaki zorluklar homojen katalizörlerin önemli problemleri arasındadır. Heterojen katalizörler düşük korozyon ve üründen kolay ayrılması gibi avantajlara sahip olsa da seçicilik homojen katalizörlere kıyasla düşük olup reaksiyon daha yavaş gerçekleşir. Sitokiometrik (2:1) fenol:aseton oranında çalışılması asidik ortamda yan ürünlerin oluşmasına sebep olmaktadır. Şöyle ki asidik reaksiyon ortamında bulunan aseton belirtildiği üzere kendi içinde kondenzasyon reaksiyonu vermekte ve mesitil oksit oluşmaktadır. Bu sebeple ortamda fazla miktarda aseton bulunması dönüşüm ve saflığı düşürecektir. Yan ürünlerin olumsuz etkisini azaltmak için endüstride 10:1, 15:1 gibi yüksek mol oranlarında üretim yapılmaktadır. Bu çalışmada literatürde görülen fazla miktarda fenol kullanımının azaltılması dolayısıyla maliyetin düşürülmesi istenmektedir. Bu sebeple stokiometrik fenol:aseton 2:1 oranında çalışmalar yürütülmüştür. Sentezler HCl ve amberlist-15 katalizörleriyle gerçekleştirilmiştir. Asetonun ortamdaki konsantrasyonunu minimumda tutmak adına, aseton reaksiyon ortamına yarı kesikli bir şekilde beslenmiştir. Yarı kesikli besleme şekli çeşitli modlarda gerçekleştirilmiş ve ürün dönüşüm ve saflıkları araştırılmıştır. BPA üretimi için maliyet hesabı tez kapsamındadır. Yukarıda bahsedilen modlar dışında farklı miktarlarda (molce %5-15-25) HCl asit ile BPA sentezi denenmiştir. Bu denemelerdeki amaç katalizör miktarının farklı olması sebebiyle elde edilen farklı dönüşüm ve saflıktaki ürünün ortamdan ayrılması için gerekli olan enerji yani işletme maliyeti düşünülerek optimum maliyetin hesaplanmasıdır. Yukarıda belirtilen döngüler ve katalizör miktarlarıyla yapılan denemelerin içinden en yüksek dönüşüm ve saflığın elde edildiği deneme; merkapto etanol ek katalizörü ilavesiyle ve aynı deneyin amberlist ve farklı fenol:aseton (5:1-3,5:1) oranları ile tekrarlanmıştır. Bütün bu denemelere göre tasarım maliyeti göz önünde bulundurularak olabilecek optimum dönüşüm ve saflığın bulunması hedeflenmiştir. Sonuçlar, erime noktası tayin cihazı, NMR, GC-MS, GC-FID kullanılarak analiz edilmiştir. Deneylerde elde edilen sonuçlar kullanılarak, zamana karşılık dönüşüm grafikleri Matlab ile çizdirilmiş ve Chemcad ile reaktör ve distilasyon için gerekli ısıl yükler hesaplanmıştır. Sonuç olarak, katalizör artışı ile aseton dönüşümünde artış görülmüştür. Ayrıca ko-katalizör kullanımı aseton dönüşümünü artırmıştır. Sitokiometrik 2:1 fenol:aseton molar oranda yürütülen kesikli reaktör deneylerinden elde edilen sonuçların yarı kesikli reaktörde yürütülen deneylere göre daha fazla safsızlık içerdiği görülmüştür. Aynı zamanda kesikli reaktördeki örneklerin daha koyu renkte olduğu görülmüştür. BPA ürünü saf halde beyaz renktedir ve üründeki koyu renk safsızlık belirtisidir. Chemcad'den faydalanılarak yapılan simülasyonlar, safsızlıkları gidermek adına fazla miktarda fenol ile yapılan denemelerde (fenol:aseton molar oranı 10:1-5:1-3,5:1) sitokiometrik besleme ile yürütülen (2:1) denemelere kıyasla daha fazla enerjiye gereksinim olduğunu göstermektedir. Ayrıca reaktör ve distilasyon kolonu çap ve boyu daha fazla madde beslemesi sebebiyle artacaktır ve bu sebeple sitokiometrik orana nazaran yatırım maliyeti de artacaktır. Bisphenol-A (BPA) is an important industrial raw material which used in the production of polycarbonates and epoxy resins. Beside these materials, it uses to produce phenoxy resins, acrylic and polysulfone resins, antioxidants (PVC) and compact discs. Theoretically, BPA is synthezied with the condensation of the sitociometric 2 mole phenol and 1 mole acetone. Homogeneous, liquid (HCL, H2SO4) and heterogeneous, solid (amberlist, zeolite) catalysts are used at this reaction. Both catalyst types have advantages and disadvantages. High conversion at low operating temperature among the advantages of the homogenous catalyts. However, high corrosion and recycling difficulty is the major problems of these catalysts. Lesser corrosion and easy seperation from the reaction media are the advantages of the heterogeneous catalysts. Nevertheless, lesser selectivity and lower reaction rate (so conversion) are the main issues of this type of catalysts. Production of the BPA with sitoichiometric 2:1 phenol:acetone molar ratio is not preferred in the industrial scale because of the side reaction which occurs due to high amounts of acetone in the reaction media. At the acidic reaction media self-condensation of the acetone forms mecytyl oxides, hence the high concentraion of acetone reduces the conversion to BPA and BPA selectivity. To reduce the negative effect of the side products excess amount of phenol (which the mole ratios of the phenol to acetone are 10:1 , 5:1 etc) is generally used in industry. Decreasing of the usage of excess phenol hence reducing of the operation and plant cost is the main aim of this study. For that reason, studies of sitoichiometric 2:1 molar ratio of phenol to acetone, were carried out. HCl and amberlyst-15 used as catalysts at the experiments. Semi-batch reactor with different feeding modes were used to minimize the concentration of the acetone in the reaction media. Purity of the products and conversion of acetone were investigated. Production cost of the BPA is one of the contents of thesis. Beside, the experiments with different feeding modes, certain amounts of HCl (%5, %15 %25 of total reactants) were tested. The reason for these experiments are conversion of acetone and purity of BPA are varied with the using of different amounts of catalyst. Hence the separation cost is varied with the catalyst amount. Thus, the optimum energy necessity which is directly related with the operating cost can be calculated. Experiment resulted with highest conversion and purity was selected and then different experiments were conducted with these parameters. Additionally some experiments include 2-mercaptoethanol as co-catalyst, amberlist-15 as heterogeneous catalyst and excess amount of phenol (3,5:1-5:1-10:1 molar ratio of phenol to acetone) were also explored. Considering the design cost, determining of potential optimum conversion and purity are aimed according to the results of all these experiments, Samples were analyzed with melting point analyzer, NMR, GC-MS and GC-FID. Using results, which are obtained from the experiments, the graphics of time/conversion are drawed with MATLAB© and heat duty of distilation, heat exchanger and reactors are calculated with CHEMCAD©. As a conclusion, it is seen that increasing of catalyst amount the conversion of acetone is increased. Moreover, addition of co-catalyzer increased the conversion of acetone. Results of the batch and semi-batch condition of sitoiciometric 2:1 phenol to acetone show that more impurity formed in the batch condition experiments. Also, the samples which taken from batch reactors have darker colour in regard of the sample taken from the semi-batch reactors. Colour of pure BPA is white and dark colour indicates impurities. Calculation of heat duties of distillation units of reboiler, condenser and heat exchanger and reactor from the simulated with CHEMCAD show that, excess amount of phenol (10:1-5:1-3.5:1 phenol:acetone molar ratio) causes more energy requirement in comparison with sitociometric (2:1 phenol:acetone molar ratio) phenol. In addition, with the more phenol feeding, height and diameter of distillation column and reactor size increase along with plant cost.

Bu yüksek lisans tezinde şabazitin sulu çözeltilerden sentetik boyaların gideriminde kullanılabilirliği incelenmiştir. Metilen mavisi (MM), Malahit yeşili (MY) ve Kongo kırmızısı (KK) model boyalar olarak seçilmişlerdir. Kinetik, termodinamik ve denge çalışmalarının yürütüldüğü tez kapsamında ayrıca çeşitli değişkenlerin süreç verimine etkileri araştırılmıştır. Çözelti pH değeri süreç verimine önemli ölçüde tesir etmemiştir. Anyonik boya (KK) için en yüksek adsorpsiyon verimi çözeltinin doğal pH değerinde (pH=7,3) elde edilmiştir. Katyonik boyalar (MM ve MY) için ise pH=6,9 değerinde en yüksek verim elde edilmesine rağmen doğal pH değerlerinde elde edilen adsorpsiyon verimi arasındaki fark ihmal edilebilir seviyelerdedir. Kinetik çalışmalar sistemin MY için 180 dk'da, MM ve KK için ise 240 dk'da dengeye ulaştığını göstermiştir. Ayrıca kinetik verilerin görünür ikinci derece kinetik modeli izlediği gözlenmiştir. MM ve MY için sıcaklıkla birlikte verim düşmüş ve ΔH° bu boyalar için pozitif değerlere sahip olmuştur. Buradan sürecin endotermik olduğu anlaşılmıştır. Öteki taraftan, KK için sıcaklık arttıkça verim azalmış ve ΔH° negatif değere sahip olmuştur. Bu da sürecin ekzotermik doğaya sahip olduğunu göstermiştir. Ayırma veriminin şabazit dozu ile arttığı ve boya derişimi ile birlikte azaldığı görülmüştür. En yüksek adsorpsiyon kapasitesi KK, MM ve MY için sırasıyla 24,206, 10,317 ve 9,587 mg/g olmuştur. En yüksek ayırma verimleri ise aynı boyalar için sırasıyla %85,3, %98,9 ve %95,8 olmuştur. Katyonik boyalar, MM ve MY ile elde edilen denge verileri Langmuir izoterm modeli ile uyum içinde olmuştur. Anyonik boya, KK için ise en yüksek R² değerine Freundlich izoterm modeli ile ulaşılmıştır. In this MS thesis, usability of chabazite for the removal of synthetic dyes from aqueous solutions was investigated. Methylene blue (MB), Congo red (CR) and Malachite green (MG) were selected as the model dyes. Influences of various parameters on the process efficiency were probed while kinetic, thermodynamic, and equilibrium studies were executed. The solution pH didn't significantly impact the process efficiency. The highest separation efficiency for the anionic dye (CR) was obtained at the natural pH of the solution (pH=7.3). For cationic dyes (MB and MG), although the highest yields were obtained at pH=6.9, the differences between adsorption efficiencies obtained at natural pH values were negligible. Kinetic studies showed that the system reached the equilibrium by 180 min for MG and 240 min for MB and CR. In addition, it was observed that the kinetic data followed the pseudo second order kinetic model. The efficiency decreased with the temperature for MB and MG and ΔH° had a positive value for these dyes. The process was found to be endothermic from these results. On the other hand, the efficiency reduced with the temperature, ΔH° had a negative value for CR. This shows that the process had an exothermic nature. Separation efficiency was seen to increase with the chabazite dose and decrease with the dye concentration. The highest adsorption capacities were 24.206, 10.317 ve 9.587 mg/g for CR, MB and MG, respectively. The maximum separation efficiencies were 85,3%, 98,9% ve 95,8% for the same dyes, respectively. The equilibrium data obtained with the cationic dyes MB and MG were in agreement with the Langmuir isotherm model. The highest R² value was reached with the Freundlich isotherm model for the anionic dye, CR. 74

Bu çalışmada yeşil sentez yöntemi ile sentezlenen çinko oksit nanopartikülleri (ZnO NPs) ve ZnO NPs' nin halloysit (HNT) ve kitosan (CTS) ile kompozit halleri adsorban olarak kullanılarak, bakır (II), nikel (II) ve fenolün giderimi sentetik atıksulardan kesikli sistem ile incelenmiştir.Bu amaçla öncelikle indirgeyici ajan olarak soğan kabuğu ekstraktı kullanılarak ZnO NPs' lerin yeşil sentez yöntemi ile üretimi sağlanmıştır. Nanopartikül sentezi için metal çözelti derişimi, metal çözeltisi: ekstrakt miktarı oranı, ortam pH' ı ve tepkime sıcaklığı gibi parametreler incelenmiştir.Kesikli sistem deneylerinde adsorpsiyonu etkileyen pH, adsorban miktarı, temas süresi, başlangıç kirletici derişimi ve sıcaklık gibi parametreler incelenmiştir. Elde edilen verilere Langmuir, Freundlich ve Temkin izoterm modelleri uygulanmıştır. İzotermlerden elde edilen sonuçlar tüm adsorbanların Langmuir izotermine uyum sağladığını göstermiştir. Adsorpsiyon kinetiğinin belirlenmesinde sözde birinci derece kinetik modeli, sözde ikinci derece kinetik modeli, tanecik içi difüzyon modeli ve Elovich modeli incelenmiştir. Tüm adsorbanların Cu (II), Ni (II) ve fenol adsorpsiyonunda sözde ikinci derece hız denklemine uyduğu belirlenmiştir. Cu (II), Ni (II) ve fenol adsorpsiyonu için termodimamik hesaplamalar yapılarak ∆H, ∆S ve ∆G değerleri hesaplanmıştır. Adsorpsiyon sisteminin kendiliğinden gerçekleştiği ve ekzotermik olduğu belirlenmiştir.Yeşil sentez yöntemi ile sentezlenen ZnO NPs ayrıca halloysit ve kitosan kullanılarak elde edilen kompozit hallerinin karakterizasyonu FTIR, XRD, SEM, BET, Zeta potansiyeli ve AFM ile analiz edilmiştir. Adsorbanların adsorpsiyon işleminden sonra kullanılmış adsorbanlar ise SEM ve FTIR ile analiz edilerek, kullanım öncesi ve sonrası meydana gelen değişimler yorumlanmıştır.Sonuç olarak sentezlenen tüm adsorbanların Cu (II), Ni (II) ve fenol adsorpsiyonu için kullanılabilir olduğu belirlenmiştir. In this study, zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) synthesized by green synthesis method and composites of ZnO NPs with halloysite (HNT) and chitosan (CTS) are used as adsorbent. For this purpose, by using onion peel extract as the reducing agent, ZnO NPs were produced by green synthesis method. For nanoparticle synthesis, metal solution concentration, metal solution: extract amount ratio, ambient pH and reaction temperature were investigated.The parameters affecting pH, adsorbent amount, contact time, initial pollutant concentration and temperature were investigated in batch system experiments. Langmuir, Freundlich and Temkin isotherm models were applied to the obtained data. The results obtained from isotherms showed that all adsorbents were compatible with Langmuir isotherm. In order to determine the adsorption kinetics, pseudo first order kinetic model, pseudo second order kinetic model, the intraparticle diffusion model and the Elovich model were examined. It was determined that all adsorbents comply with the pseudo second order equation in Cu (II), Ni (II) and phenol adsorption. ∆H, ∆S and ∆G values were calculated by using thermodynamic calculations for Cu (II), Ni (II) and phenol adsorption.ZnO NPs synthesized by green synthesis method and the characterization of composite states obtained by using halloysite and chitosan were analyzed by FTIR, XRD, SEM, BET, Zeta potential and AFM. The adsorbents used after adsorption were analyzed by SEM and FTIR and the changes in the adsorbents before and after use were interpreted.As a result, all synthesized adsorbents can be used for Cu (II), Ni (II) and phenol adsorption. It has been determined that the adsorption system takes place by itself and is exothermic. 136

daha sonra doldurulacaktır. daha sonra doldurulacaktır. 0

Bu çalışmada yılda 240 ton ham omeprazol üreten bir tesisisin termodinamik analizi incelenmiştir. Üretim süreci on yedi (17) aşamaya ayrılmış ve aşamalarda sınırlar çizilerek termodinamik analizi yapılmıştır. Her aşama için enerji kaybı, ekserji kaybı ve ekserji verimi hesaplanmıştır. Termodinamik analiz sonucunda en çok enerji kaybının gerçekleştiği aşama 651939 kJ ile çöktürme işleminin yapıldığı 14. aşama olduğu saptanmıştır. Ekserji kaybı ise en fazla 569379 kJ ile sistemden çevreye ısı geçişinin en fazla olduğu 14. aşamada belirlenmiştir. Ekserji verimi açısından en verimsiz süreç % 0,63 ekserji verimi ile 2. aşamada elde edilmiştir. Omeprazol ürününün tepkime karışımından kazanımı için hesaplanan ekserji kaybı toplam ekserji kaybının % 65’ini oluşturmuştur. Kesikli reaktörlerle yapılan işlemler sürekli hale getirilerek tersinmezlikleri minimum düzeye getirecek, ısı transferini minimum enerji harcayarak gerçekleştirecek, yalın üretimi destekleyen ve iyi modernize olmuş sistemler ile gerçekleştirilmelidir In this study, thermodynamic analysis of a facility producing 240 tons of raw omeprazole per year was investigated. The production process has been divided into seventeen (17) stages, and thermodynamic analysis has been made by drawing boundaries in stages. Energy loss, exergy loss and exergy efficiency were calculated for each stage. As a result of the thermodynamic analysis, it was determined that the stage where the most energy loss occurred was the 14th stage, where precipitation was performed with 651939 kJ. Exergy loss, on the other hand, was determined in the 14th stage, with the highest heat transfer from the system to the environment with 569379 kJ. In terms of exergy efficiency, the most inefficient process was achieved in the 2nd stage with % 0,63 exergy efficiency. The exergy loss calculated for the recovery of the omeprazole product from the reaction mixture constituted % 65 of the total exergy loss. Processes with batch reactors should be carried out with continuous, well-modernized systems that will minimize irreversibility, perform heat transfer with minimal energy, support lean production

Artan nüfus ve azalan fosil yakıtlar nedeniyle ciddi bir endişe kaynağı olan enerji ihtiyacındaki artış araştırmacıları alternatif bir kaynak olarak yenilenebilir enerji kaynaklarına yönlendirmiştir. Proton Değişim Membranlı Yakıt Hücresi (PEMFC) yüksek verimliliği, hafif olması, düşük emisyon, hızlı başlatma ve kapatma gibi özellikleri nedeniyle taşınabilir ve sabit uygulamalarda dünya çapında önemli ve alternatif bir teknolojidir. Yüksek sıcaklık PEMFC (HT-PEMFC), düşük sıcaklık PEMFCde (LT-PEMFC) yaşanan karbon monoksit (CO) zehirlenmesi, nemlendirme, ısı ve su yönetimi sorunlarını azalttığı için tercih edilmektedir.Bu tezde, HT-PEMFC için sentezlenen Pt:Pd bimetalik katalizörlerinin hazırlanmasında katalizör desteği olarak çok duvarlı karbon nanotüp yüklenmiş grafen nanoplaka (MWCNT-GNP), MWCNT ve GNP kullanılmıştır. Katalizör metallerin farklı desteklere dağılımı, mikrodalga yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Katalizörlerin metallerinin morfolojisi, kimyasal yapısı ve yüzde oranı, X-ışını kırınımı (XRD), termal gravimetrik analiz (TGA), transmisyon elektron mikroskobu (TEM) ve indüktif olarak eşleşmiş plazma kütle spektroskopisi (ICP-MS) kullanılarak tanımlanmıştır. TGA analizi katalizörlerin termal kararlılığının arttığı doğrulanmıştır. TEM ile dispersiyon ve katalizörlerin düzgün ve homojen dağılımı gösterilmiştir. Katalizörlerin elektrokimyasal yüzey alanı (ECSA), döngüsel voltametri (CV) yardımı ile hesaplanmıştır. Pt:Pd/MWCNT-GNP, Pt:Pd/GNP ve Pt:Pd/MWCNT katalizörleri için ECSA sırası ile 43.8 m2/g, 53.5 m2/g ve 71.7 m2/g'dır. En düşük ECSA kaybı % 48 olarak PtPd/MWCNT-GNP katalizöründe elde edilmiştir. Sonuçlar, Pt:Pd/MWCNT-GNP'nin daha iyi birikim, homojen dağılım ve diğer katalizörlere kıyasla daha yüksek ECSA sayesinde HT-PEMFC için daha uygun bir katalizör olduğunu göstermiştir. Bimetalik katalizörlerin performansı, bu MEA'ler ile hazırlanan tek hücreli HT-PEMFC'e 160 oC'de saf H2, reformat gaz ve kuru hava beslemelerinde test edilmiştir. Sonuçlar içerisinde en iyi sonuçları Pt-Pd/MWCNT-GNP katalizörü, 0.6 V'da saf H2/hava ve reformat gaz/hava beslemeleri için sırasıyla 0.3 A/cm2 ve 0.24 A/cm2 akım yoğunlukları ile göstermişlerdir. Despite the growing energy demand due to the growing population and lack of fossil fuels, which is a serious concern, there must be an alternative source where research focused on renewable energy sources. Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) is an important and alternative technology worldwide in automotive, portable and stationary applications due to their high-efficiency, zero-emission, lightweight, fast start-up and shut down properties. High-Temperature PEMFC (HT-PEMFC) eliminates some of the issues facing Low-Temperature PEMFC (LT-PEMFC) such as carbon monoxide (CO) poisoning, humidity, heat and water management.In this thesis, Multiwalled Carbon Nanotube Doped Graphene Nanoplatelet (MWCNT-GNP), MWCNT and GNP have been used as catalyst supports for the Pt:Pd bimetallic catalysts of the HT-PEMFC. The study of the dispersion of the catalyst nanoparticles on the different supports was achieved by using microwave assisted synthesis. The morphology, chemical structure and the percentage metal ratio of catalysts were characterized by using X‐ray diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TGA), Transmission Electron Microscopy (TEM) and Inductively Coupled Plasma-Mass Spectroscopy (ICP-MS). TGA has confirmed the improved thermal stability of catalysts. TEM was demonstrated dispersion and uniform distribution of the catalysts. The Electrochemical Surface Area (ECSA) of the catalysts was determined by using Cyclic Voltammetry (CV) method. ECSA of Pt:Pd/MWCNT-GNP catalyst and Pt:Pd/GNP and Pt:Pd/MWCNT catalysts were calculated as 43.8 m2/g, 53.5 m2/g and 71.7 m2/g, respectively. The lowest ECSA loss was determined at 48 % in Pt:Pd/MWCNT-GNP catalyst. The results indicated that better deposition, uniform distribution and higher electrochemical surface area of the Pt:Pd/MWCNT-GNP catalyst compared to the other catalysts. The performance of the bimetallic catalyst has been confirmed on the HT-PEMFC performance test based with the pure H2/air and reformate gas/air experiment at 160°C. Results of the experimental performance test showed the current density at 0.6 V is 0.3 A/cm2 and 0.24 A/cm2 with pure H2/air and reformate gas/air, respectively for Pt:Pd/MWCNT-GNP catalyst. If HT-PEMFC performance results are compared, it is determined that the best performing catalyst is Pt:Pd/MWCNT-GNP catalyst. 95

Çok bileşenli karışımların, özellikle etanol su içeren damla buharlaşmasının anlaşılması, mürekkep püskürtmeli yazıcı, mikro-elektroniklerin soğutulması ve gibi pek çok endüstri için önem taşımaktadır. Bununla birlikte, çok bileşenli sıvıların damla buharlaşmasının anlaşılması saf sıvılarınkine kıyasla daha güçtür. Bu tez çalışmasında saf suyun, saf etanolün ve ikili etanol su karışımlarının difüzyon yoluyla olan damla buharlaşması, sabit bağıl nem ve sıcaklıklarda incelenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, bağıl nem yükseldikçe etanol içeren damlalara ortamda mevcut olan su buharının adsorplanmasıyla buharlaşma hızı düşmüştür . Ağırlıkça 25% etanol içeren iki-bileşenli etanol-su damlanın buharlaşmasının saf su damlasının buharlaşmasına benzediği ve ağırlıkça 75% etanol içeren damlanın buharlaşmasının ise saf alkol damlasının buharlaşmasına benzediği gözlenmiştir.Çalışmanın ikinci aşamasında, etanol-su içeren damlaların buharlaşma hızlarını önceden hesaplayabilmek üzere yeni bir teorik model önerildi. Bu modeli geliştirmek için etanol-su içeren damlaların bileşimlerindeki değişim, buharlaşma esnasında damlalardan alınan numunelerdeki etanol miktarının kırılma indisi yöntemiyle saptanmasıyla gözlendi. Daha sonra, etanol-su damlalarının buharlaşmasını etkileyen toplam buharlaşma basınçları, ortalama difüzyon katsayıları, molekül ağırlıkları ve yoğunlukları gibi parametreler fiziksel kimya literatüründen faydalanılarak hesaplandı. Önerilen modelin etanol-su damlalarının buharlaşma hızıyla ilgili (dV(2/3)/dt) deneysel verilere çok iyi uyduğu saptandı. Çalışmanın son aşamasında, farklı başlangıç derişimlerinde etanol-su-trans-anetol içeren üçlü (Ouzo) sıvı damlalarının farklı bağıl nemdeki buharlaşmaları incelendi. Beklendiği gibi artan bağıl nemin buharlaşma sürelerini uzattığı ve faz ayrımı ve damlanın renginin beyazlaşması için geçen süreyi kısalttığı gözlendi. The understanding of the drop evaporation consisting of multi-component mixtures, in particular ethanol-water drops is important in many industries such as ink jet printing, cooling of microelectronics applications. However, the evaporation of binary and multicomponent liquid drops is more complicated than that of the pure liquids due to the change of the composition of the drop by time. Experimental results on the diffusive drop evaporation behavior of multicomponent liquids under constant relative humidity and temperature conditions were reported. In the first phase, the most important effect of the RH increase of the medium resulted in the increase of the adsorption quantity of water vapor from the environment onto the ethanol containing drops. Evaporation rate of a binary drop containing 25% ethanol by wt. was close to that of pure water and 75% ethanol by wt. was close to that of pure ethanol.In the second phase, a theoretical model to calculate the rate of binary drop evaporation was proposed. The concentration changes in the bulk composition of ethanol-water binary drops were monitored using a refractive index method. Then the parameters affecting the drop evaporation process such as total vapor pressures, average diffusion coefficient of binary vapors, molecular weights and densities of the liquid drops were used. It was found that the proposed model fitted the experimental data (dV(2/3)/dt) points very well. In the final phase, the drop evaporation of ternary mixtures of ethanol-water-trans-anethole (Ouzo) was investigated in terms of effect of relative humidity and effect of initial ethanol concentration in the drops. When the RH of the medium was increased the evaporation duration was lengthened and the duration of a milky white drop formation due to the spontaneous nucleation of the tiny oil was decreased. 136

Enerjiye olan talep, yükselen dünya nüfusu ve yaşam standartları ile beraber artmaktadır. Bu talebi, uygun ve yenilenebilir enerji kaynakları ile karşılamak önemli bir problem olarak karşımıza çıkmaktadır. Güneş ya da rüzgar enerjisi gibi opsiyonlar, kesikli doğalarından dolayı sürekli enerji üretimi için uygun değildir. Bundan dolayı, yenilenebilir enerjinin hidrojen gibi yapılarda depolanması önem kazanmaktadır. Bu tez kapsamında, güneş enerjisi entegrasyonu ile hidrojen üretim teknolojilerinin önündeki sürdürülebilirlik bariyeri, iki aşamalı termokimyasal süreçler ve metan riformlama süreçleri için, malzeme geliştirme ve enerji kullanımı açılarından ele alındı. Malzeme geliştirme açısından, malzemelerin metal oksijen bağ yapma ve bağ kırmaya olan yönelimi, termodinamik analiz yardımıyla araştırıldı. Reaksiyon kontrol mekanizmalarının çalışılan süreçlere etkisi, sıcaklık programlı deneyler yardımıyla çalışıldı. Gerçekleştirilen deneyler sonucunda, hidrojen veriminin (maksimum 52.5 mL/g MOx), ısı ve kütle transferi etkisinde olduğu kadar, metal oksijen bağ kırılmasının önündeki termodinamik bariyerin etkisinde de olduğu görüldü. Çalışılan indirgenebilir metal oksitler ayrıca konvansiyonel metan riformlama sürecinde de test edildi. Sonrasında, riformlama reaksiyonunun enerjisinin güneş enerjisininden karşılanması için, metan riformlama sürecine güneş enerjisi entegrasyonu çalışıldı. ASPEN Plus yazılımı ile gerçekleştirilen simülasyonlar, güneş riformlama reaktörüne dahil edilecek bir yanma odası ile gün içerisindeki güneş enerjisi kayıplarının minimize edilebileceğini ortaya koydu. Böylece, kesintisiz hidrojen üretimi için eşsiz hibrit bir süre ortaya çıktı. Bu sürecin gerçek ortamda gösterimi gelecekteki çalışmalara bırakıldı. The energy demand is driven by increasing world population and living standards. Sustaining this demand with available and renewable energy sources is a major challenge. The options such as solar and wind power, are unreliable for a steady energy production due to their intermittent nature. Therefore, the storage of renewable energy, such as hydrogen, gains importance. In the scope of this thesis, a sustainability barrier in front of solar integrated hydrogen production processes was addressed in terms of material development and energy utilization perspectives for the two step thermochemical cycles and methane reforming processes. From the material development perspective, thermodynamic analysis was performed for investigating the driving force towards metal oxygen bond breaking and bond formation. The effect of reaction control mechanisms on the processes is studied through temperature programmed experiments etc. Conducted experiments revealed that hydrogen yield (maximum 52.5 mL/g MO¬¬x) was limited by heat and mass transfer resistances as well as a severe thermodynamic barrier in front of metal oxygen bond breaking. The studied red/ox couples were also investigated in conventional methane reforming process. Thereafter, solar energy integration to methane reforming process was studied for sustaining reaction energy from solar. Simulations performed by ASPEN Plus revealed that the solar energy losses observed in a daily basis is overcame with an integrated combustion zone to solar reformer, so a unique hybrid process was proposed for uninterruptable hydrogen production. The demonstration of this proposed process under real environment was left as a future subject. 338

daha sonra doldurulacaktır. daha sonra doldurulacaktır. 263

Bu çalışmanın amacı polimer elektrolit membranlı (PEM) yakıt hücresinin oksijen indirgenme reaksiyonu (OİR) için düşük maliyetli, dayanıklılığı ve aktivitesi yüksek katalizörler geliştirmektir. Bu amaçla, farklı karbon türü destekli Pt metalinin Fe, Co ve Ni geçiş metallerini içeren katalizörleri emdirme ve birlikte çöktürme yöntemleriyle sentezlenmiştir. Mezo-gözenekli karbon ve Vulcan XC-72 karbon desteği olarak kullanılmıştır. Katalizörlerin fiziksel ve elektrokimyasal özelliklerinin aktivite ve elektroaktif yüzey alanları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Sentezlenen katalizörlerin karakterizasyon ve aktivasyon çalışmaları yapılmıştır. X-ışını kırınım deseni analizi Fe, Ni, Co metallerinin oksit fazlarında bulunduğunu ve Pt' nin yüzey merkezli kübik kristal faz yapısında olduğunu göstermiştir. Emdirme yöntemiyle mezo-gözenekli karbon, birlikte çöktürme yöntemi ile Vulcan XC-72 desteği kullanılarak ikili katalizörlerde daha küçük ortalama platin kristal boyutu elde edilmiştir. Mezogözenekli karbon destekli üçlü ve dörtlü katalizörlerin daha küçük Pt kristal boyutuna sahip oldukları belirlenmiştir. Platinin ikili katalizöründe en küçük platin kristal boyutu 4,72 nm ile PtCo/VXC-BÇ olurken, üçlü katalizörlerde PtFeCo/MC-BÇ 4,4 nm ile en küçük boyuta sahip olmuştur. BET çok noktalı yüzey alan değeri en yüksek PtFe/MC-E katalizöründe elde edilmiştir. Döngülü voltametre analizinde demir metali içeren mezo-gözenekli karbon destekli katalizörler, üçlü ve dörtlü katalizörlerde Vulcan XC-72 destekli katalizörler yüksek elektrokimyasal yüzey alanı vermiştir. İkili katalizörlerde 441,92 m2/gPt ESA değerine sahip PtFe/MC-E katalizörü, üçlü katalizörlerde PtFeNi/VXC-BÇ katalizörü 662,55 m2/gPt ESA değeri ile en yüksek yüzey alanına sahiptir. The purpose of this study is to develop low cost, high strength and activity catalysts for oxygen reduction reaction (ORR) of polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell. To this end, catalysts containing the transition metals Fe, Co and Ni of different carbon type supported Pt metal were synthesized by impregnation and co-precipitation methods. Meso-porous carbon and Vulcan XC-72 were used as a carbon support material. The effects of physical and electrochemical properties of catalysts on activity and electroactive surface areas were examined. Characterization and activation studies of synthesized catalysts were performed. X-ray diffraction pattern analysis revealed that Fe, Ni, Co metals were present in oxide phases and Pt was in face centered cubic crystal phase structure. Meso-porous carbon was used with impregnation method and Vulcan XC-72 support was used with co-precipitation method to obtain smaller average platinum crystal size in Pt binary catalysts. Meso-porous carbon supported ternary and quaternary catalysts have smaller Pt crystal sizes. The smallest platinum crystal size in platinum binary catalyst was PtCo/VXC-BÇ with 4,72 nm, whereas in ternary catalysts PtFeCo/MC-BÇ had the smallest size with 4,4 nm. The catalyst with the highest BET multi-point surface area is the PtFe/MC-E catalyst. In cyclic voltammetry analysis, meso-porous carbon supported catalysts containing iron metal and Vulcan XC-72 supported catalysts in ternary and quaternary catalysts gave higher electrochemical surface areas. PtFe/MC-E catalyst had an ESA value of 441,92 m2/gPt in binary catalysts and PtFeNi/VXC-BÇ catalyst in ternary catalysts had the highest surface area with an ESA value of 662,55 m2/gPt. 166

HAZOP ÇALIŞMASINDAN SONRA HAM PETROL BORU HATTI POMPA İSTASYONUNDA SIS UYGULAMASIDünya nüfusunun sürekli olarak artışa devam etmesi ve ilerleyen teknolojinin enerji ihtiyacından ötürü, dünya enerji tüketimi her geçen yıl artmaktadır. Her ne kadar yenilenebilir enerji kaynaklarına yatırım yapılsa da en çok kullanılan enerji kaynağı halen ham petroldür. Artan bu sürekli ihtiyaç neticesinde ham petrolün güvenilir ve güvenli şekilde taşınması da önemli hale gelmiştir. Her ne kadar ilk kurulum maliyeti yüksek olsa da ham petrolü en güvenli, güvenilir ve hızlı taşımanın yolu boru hatları ile yapılmaktadır. Fakat ne kadar en güvenli desek de kaza riski hiçbir zaman sıfır değildir.Çalışmamız sonucunda, güvenli bir şekilde inşa edilmiş sadece bir pompa istasyonu için 248 adet risk tespit edilmiştir. Bir ham petrol boru hattının uzunluğu ve dolayısı ile üzerinde bulunacak pompa istasyonlarının sayısı düşünüldüğünde, bir boru hattının tamamında mevcut olan riskin yüksek olduğu görülecektir. Çalışmamızın sayısal verilerine göre, ham petrol pompa istasyonunda 134 sapma tanımlanmış, bu sapmalara neden olan 319 sebep ve 892 adet de sapmaların sonucu olarak tanımlanmıştır. Bu negatife tespitlerin kontrolü için pompa istasyonunda mevcut bulunan 983 adet bariyer belirlenmiş ve bariyerlerin yetersiz olduğu düşünülen durumlar için toplam 84 adet tavsiye verilmiştir.Her ne kadar HAZOP çalışması sonrasında SIS uygulaması planlanmışsa da örnek alınan petrol pompa istasyonunun tasarım ve inşa aşamasında kapsamlı bir SIS değerlendirmesi yapıldığı belirlenmiştir. Yapılan bu SIS neticesinde pompa istasyonu gerekli tüm güvenlik enstrümanları ile donatılmış durumda olduğu tespit edilmiştir. Bu nedenle ilave bir SIS uygulaması yapılamamıştır. SIS APPLICATION AT A PETROLEUM CRUDE OIL PIPELINE PUMP STATION AFTER HAZOP STUDYWith the continuous increase of the world population and technological needs, energy consumption dramatically increases in the world. The most used energy source, even though new investments are made to renewable energy sources, is still the petroleum crude oil. Because of the continuous increase in demand, safe and reliable transportation of crude oil becomes a priority. The easiest, safest, and cheapest method of petroleum transportation is transportation by pipelines. Although the initial cost of installation is high. In addition, no matter how safe a pipeline is built, we can never reduce the risk of accidents to zero.When we look at the results of our study, 248 risks were identified for only one pump station, although it is built safely. Of course, considering the number of stations on the oil pipeline and the length of the pipe, it is evident that the number of risks is quite high when we retake a look at the numerical data in our study. For the Crude Oil Pump Station, 134 deviations identified, 319 causes of these deviation and 892 results of the causes and the deviations were determined. In order to control these negative situations, 983 barriers were detected in the station, and 84 recommendations were given for the cases where these barriers were insufficient. Although it was planned to perform SIS application after HAZOP analysis, it was determined that an SIS was performed for the pump station, which was taken as a sample, during the design and construction phase. As a result of this SIS, it was determined that the pumping station was built with all necessary safety instrumentation. Therefore no additional SIS could be performed. 259

Modern toplumun gelişmesiyle birlikte hızla büyüyen üretimde aktif karbondan yararlanılması, özellikle 20.yy'ın ikinci yarısında, çevresel düzenlemeler, temiz gaz uygulamaları, hava kalite kontrolü, su kirliliği ve enerji depolanmasına bağlı olarak artmıştır. Aktif karbonun birçok alanda kullanılmaya başlanması, büyük çapta üretimi için pratik, yenilikçi alternatif ısıtma yöntemlerine olan gerekliliği ortaya koymuştur.Bu çalışmada, farklı biyokütle atıkları kullanılarak ani (flaş) ısıtma yöntemiyle aktif karbon üretimi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen ürünlerin karakterizasyonları yapılıp yavaş ısıtma yöntemiyle üretilen aktif karbonlarla karşılaştırılmış ve uygulanan ani (flaş) ısıtma yönteminin aktif karbon özelliklerine olan etkileri incelenmiştir. Ani ısıtma yöntemiyle üretilen aktif karbonlar, sulu çözeltiden metronidazol ve amoksisilin antibiyotiklerinin gideriminde adsorbent olarak kullanılmıştır.Sonuçlar değerlendirildiğinde, ani (flaş) ısıtma yöntemiyle yüzey alanı ve mikrogözenekliliği yüksek aktif karbonlar, daha kısa sürede, düşük maliyette elde edilmiştir. Antibiyotik gideriminde kullanılan aktif karbonların atık sulardan ağır metal gideriminde, kozmetik ya da temizlik ürünlerinde, süperkapasitörlerde kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır.Anahtar Sözcükler: Aktif karbon, Biyokütle, Ani ısıtma, Karakterizasyon, Antibiyotik adsorpsiyonu The use of activated carbon in the rapidly growing production with the development of modern society increased especially in the second half of the 20th century due to environmental regulations, clean gas applications, air quality control, water pollution and energy storage. The usage of activated carbon in many areas has demonstrated the need for practical, innovative alternative heating methods for large scale production.In this study, activated carbon was produced by flash heating method using different biomass waste. The characterization of the products was made, compared with the activated carbons produced by the slow heating method, and the effects of the applied flash method on the activated carbon properties were examined. Activated carbons produced by flash heating method have been used as adsorbents in the removal of antibiotics of metronidazole and amoxicillin from the aqueous solution.When the results were evaluated, activated carbons with high surface area and microporosity were obtained by flash heating method in a shorter time and at low cost. It was concluded that the activated carbons used in antibiotic removal can be also used in heavy metal removal from waste water, cosmetic, supercapasitors or cleaning products.Keywords: Activated carbon, Biomass, Flash heating, Characterization, Antibiotic adsorption 203

Bu çalışma, 'Eksozom Yüklü Sıkıştırılabilir Kemik Greftlerinin Geliştirilmesi' başlıklı Hızlı Destek Projesi kapsamında (FHD-2017-16332 nolu) Hacettepe Üniversitesi Bilimsel Araştırma Koordinasyon Birimi tarafından desteklenmiştir.Sunulan tez çalışmasında amaç, biyoaktivitesi artırılmış, biyouyumlu, fiziksel ve mekanik özellikleri geliştirilmiş, sıkıştırılabilir formdaki doku iskelelerinin, üç boyutlu (3B) in vitro kültür çalışmaları ile kemik onarımı ve rejenerasyonuna olan etkisinin incelenmesidir. Belirtilen amaç kapsamında ilk olarak bir mikrodalga reaktörü içerisinde, 9 kez 30 s süresince 600 Watt mikrodalga ışıması altında, yapay vücut sıvısından (SBF) hidroksiapatit (HA) partikülleri çöktürülmüştür. Elde edilen HA partikülleri 1,1,1,3,3,3-hekzafloro-2-propanol (HFIP) içerisinde kütlece % 7'lik oranda çözünmüş olan poli(laktik-ko-glikolik asit) (PLGA;50:50) kopolimeri içerisine katılarak 3B elektroeğirme yöntemi ile 3B (PLGA)/HA kompozit doku iskeleleri üretilmiştir. Üretilen 3B PLGA/HA kompozit doku iskelelerinin ıslatılabilirlik özelliklerinin geliştirilmesi için NaOH ile alkali muamelesi uygulanmış ve yüzeyi modifiye edilen doku iskelelerinin fizikokimyasal yapısı çeşitli yöntemler ile karakterize edilmiştir. Uygulanan bu yüzey modifikasyonunun hücre canlılığı üzerine olan etkisi 3B in vitro çalışmalar ile değerlendirilmiş ve 0.1M derişimdeki NaOH ile muamele edilen örneklerin kontrol grubuna göre hücre proliferasyonunu artırdığı görülmüştür. Ardından ultrasantrifüj yöntemi ile MC3T3-E1 kemik öncülü hücre kaynaklı eksozomların izolasyonu gerçekleştirilmiş ve çeşitli karakterizasyon çalışmaları (TEM, Bradford Protein Testi, Nanodrop A280 Protein Testi, Akış sitometrisi, boyut ve çap analizi) ile izole edilen yapının eksozom olduğu kanıtlanmıştır. Ultrasantrifüj yöntemi ile izole edilen eksozomların hücreler üzerindeki etkisi MC3T3-E1 hücre hattı ile gerçekleştirilen hücre kültür çalışmaları ile incelenmiştir. Sonuçlar eksozomların hücre proliferasyonunu desteklediğini göstermiştir. Son aşamada ise yüzey özellikleri alkali yüzey işlemi ile geliştirilmiş 3B PLGA/HA doku iskelelerine kemik öncülü türevli eksozomlar yüklenerek, eksozom yüklü sıkıştırılabilir kemik greftlerinin kemik doku ve onarımı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Üç boyutlu fibröz PLGA/HA kompozitleri ile yapılan in vitro kültür çalışmalarında iskelelerin 2 saat boyunca 37°C'de hücre kültür ortamında bekletildiğinde hacminin yaklaşık % 80'ini kaybederek küçüldüğü görülmüştür. Boyut ve gözeneklerdeki bu önemli değişiklik nedeniyle, hücrelerin iskeleye tutunmadığı ve iskele içine penetre olmadığı sonucuna varılmıştır. Eksozomlarla gerçekleştirilen 3B in vitro hücre canlılık analizlerinde kontrol ve deney gruplarında herhangi bir hücresel aktivite gözlenmemesi bu sonucu desteklemiştir. Bu bilgiler doğrultusunda 3B PLGA/HA kompozit doku iskeleleri elektroeğirme ile üretildikten sonra yüzey aktif madde olan Pluronik® ile muamele edilmiş ve büzüşmenin engellendiği belirlenmiştir.Tez kapsamında elde edilen veriler ışığında, alkali yüzey modifikasyonu ile biyouyumluluğu artırılmış fibröz 3B PLGA doku iskeleleri başarıyla üretilmiştir. Hücre kültür çalışmalarında iskelelerin kültür ortamı içinde gözenek ve boyutunda görülen büzüşme sorunları ortadan kaldırılmıştır. İlerleyen çalışmalarda eksozom yükleme ve kültür çalışmalarının Pluronik® ile muamele edilen iskelelerde yapılmasına karar verilmiştir. This study was financially supported by Hacettepe University Scientific Research Projects Coordination Unit with the project entitled `Compressible Bone Gafts Loaded By Exosomes` (FHD-2017-16332).The goal of this thesis is to investigate the effect of enhanced bioactive, biocompatible, improved physical and mechanical properties of compressible scaffolds on bone repair and regeneration with three-dimensional (3D) in vitro culture studies. Within the scope of the thesis purpose, firstly, hydroxyapatite (HA) particles were precipitated from synthetic body fluid (SBF) in a microwave reactor under 600 Watt microwave irradiation for 9 times 30 s. The obtained HA particles were added to the poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA, 50:50) copolymer dissolved in 1,1,1,3,3,3 hexafluoro-2 propanol (HFIP) 7% by mass, and the 3D PLGA / HA composite scaffolds were fabricated by 3D electrospinning method. In order to improve the wettability of the fabricated 3D PLGA / HA composite tissue scaffolds, alkali treatment with NaOH was applied and the physicochemical characterization of the surface modified scaffolds were done by various methods. The effect of the applied surface modification on cell viability were evaluated with in vitro studies and it was seen that the samples treated with NaOH at 0.1M concentration increased the cell proliferation as compared to the control group. Afterwards, the isolation of MC3T3-E1 pre-osteoblasts derived exosomes was performed by ultracentrifugation method and by applying various characterization studies (TEM, Bradford Protein Test, Nanodrop A280 Protein Test, Flow cytometry, size and diameter analysis), it was proved that the isolated structures were exoxomes. The effect of exosomes on cell proliferation was examined by in vitro cell culture studies carried out with MC3T3-E1 cell line. The results showed that exosomes has no toxic effect on cells. In the last stage, the effect of exosome loaded compressible bone grafts on bone tissue and repair was investigated by loading pre-osteoblast derived exosomes on 3D PLGA/HA scaffolds which surface properties were improved by alkali surface treatment. In vitro culture studies showed that 3D fibrous PLGA / HA composite scaffolds lost approximately 80% of their volume when scaffolds were immersed into the cell culture medium at 37°C for 2 h. Due to this significant change in size and pore structures, it was concluded that the cells did not attach to the scaffold and did not penetrate into the scaffold. The absence of any cellular activity in the control and experimental groups in 3D in vitro cell viability assays performed with exosomes supported this result. In order to prevent the shrinkage of scaffolds, they were treated by surfactant Pluronic®.In the light of the data obtained within the scope of this thesis, fibrous 3D PLGA scaffolds with increased biocompatibility via alkali surface modification have been successfully produced. The shrinkage problem that was seen in the pore structure and size of the scaffolds during cell culture studies were eliminated. It was decided that the exosome loading and culture studies are to be performed on scaffolds treated with Pluronic® in the outgoing studies. 117

Teknolojik gelişmelerle birlikte artan enerji talebinin karşılanmasında yenilenebilir enerji kaynaklarından enerji üretimi ve ihtiyaç halinde kullanılmak üzere üretilen enerjinin depolanması dünya çapında önemli bir sorundur. Bu tezde elektriksel enerji depolama sistemlerinden süperkapasitörle ilgili çalışmalar yapılmış ve süperkapasitörlerde enerji depolamak için tekstil atıklarından üretilen aktif karbon kullanılmıştır. İlk aşamada, atık beyaz pamuklu (WFAC) ve % 100 pamuklu kullanılmış kot kumaşından (WDAC) süperkapasitör performansına bağlı olarak en uygun koşullarda yüksek miktarda aktif karbon üretimi (toplu üretim) yapılması amaçlanmıştır. WFAC örneklerinden süperkapasitör hazırlamada yaşanan sorunlar nedeniyle heteroatom katkılama çalışmalarına WDAC örnekleriyle devam edilmiştir. Karakterizasyon işlemleri ve süperkapasitör performans analizleri sonucunda WDAC toplu üretim koşulları; ısıl işlem sıcaklığı 500 ˚C ve aktivasyon kimyasalının emdirme oranı 1:1.5 (AC: ZnCl2) olarak belirlenmiştir. Tezin ikinci aşamasında, katkısız WDAC örneğinin kapasitif özelliklerini iyileştirmek için emdirme yöntemi ile heteroatom (kükürt, azot ve/veya fosfor) katkılamaları yapılmıştır. Katkılama kimyasalının cinsi, katkı oranı ve elektrolit cinsi gibi parametreler değiştirilerek katkılı örneklerin süperkapasitör performansları incelenmiştir. En yüksek spesifik kapasitansa sahip azot katkılı NAC5, katkısız WDAC'a göre kapasitansı, asidik elektrolitte (1 M H2SO4, 181 F.g-1) %40, bazik elektrolitte (6 M KOH, 162 F.g-1) % 35 oranında artırmıştır. En iyi süperkapasitör performansı gösteren katkılı AC örneklerinin spesifik kapasitans değerleri her iki elektrolit için incelendiğinde asidik elektrolitte daha iyi sonuçlar elde edilmiştir. The production of energy from renewable energy sources and the storage of energy produced for use in case of need is an important problem worldwide for meeting the increasing demand for energy with technological developments. In this thesis, studies are conducted on supercapacitors, one of the energy storage systems and activated carbon produced from textile wastes is used to store energy in supercapacitors. In the first stage, production of activated carbon in high amount (mass production) under the most favorable conditions depending on the performance of supercapacitor from waste white cotton (WFAC) and 100% cotton used denim fabric (WDAC) was aimed. Heteroatom doping studies were continued with WDAC samples due to the problems faced in the preparation of supercapacitor from WFAC samples. As a result of characterisation processes and supercapacitor performance analyses, bulk production conditions for WDAC, namely the heat treatment temperature and the impregnation ratio of the activation chemical were speficied as 500 ˚C and 1: 1.5 (AC: ZnCl2), respectively. In the second step of the thesis, doping of heteroatom (sulfur, nitrogen and/or phosphorus) were realised by impregnation method to improve the capacitive properties of the pure WDAC sample. Supercapacitor performances of the doped samples were investigated by changing parameters such as type of doping agent, doping ratio and electrolyte type. Capacitance of Nitrogen-doped NAC5 which has the highest specific capacitance was increased by 40% in acidic electrolyte (1 M H2SO4, 181 F.g-1) and 35% in basic electrolyte (6 M KOH, 162 F.g-1) compared to that of not doped WDAC. Specific capacitance values of the doped AC samples which show the best supercapacitor performance were examined for both electrolytes and better results were obtained in acidic electrolyte. 176

Ardıç (Juniperus) bitkisi ihtiva ettiği değerli kimyasallar nedeniyle antik çağlardan beri tedavi amaçlı kullanılmaktadır. Sayısız çalışmaya konu olan bitkinin idrar söktürücü, iltihap önleyici, mantar önleyici, ağrı kesici, karaciğeri koruyucu, antioksidan, kolesterol azaltıcı, antimikrobiyal, antibakteriyal ve nöron koruyucu etki gösterdiği bilinmektedir. Ardıcın sağlığa faydalı bu etkileri içerdiği flavonoid ve fenolik bileşiklerden ileri gelmektedir. Bitkilerin ikincil metabolitleri olarak bilinen yüksek antioksidan kapasiteye sahip olan bu bileşikler ayrıca antimikrobiyal, antiviral ve antienflamatuar gibi diğer biyolojik işlevler de göstermektedir. Yapılan tez çalışmasının amacı ardıç meyvelerinden çevre dostu süperkritik karbondioksit ekstraksiyonu yöntemiyle kuersetin, kemferol, apigenin, taksifolin, silibinin ilaç etken maddelerinin özütlenmesi ve bu etken maddelerin miktarını maksimize eden optimum çalışma şartlarının araştırılmasıdır. Ekstraksiyon işleminde polar bileşikleri özütleyebilmek için yardımcı çözücü (kosolvent) olarak etanol kullanılmıştır. Optimize edilmek istenen bağımsız parametreler sıcaklık, basınç, özütleme süresi ve karbondioksit akış hızı olarak belirlenmiştir. Deneysel çalışma algoritması belirlenirken yüzey cevap metodu, yüz-merkezli merkezi kompozit tasarım kullanılmıştır. Ekstraksiyon işlemleri sonucu elde edilen özütlerin içerisindeki ilaç etken maddelerinin kalitatif ve kantitatif analizleri yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) ile yapılmıştır. Design Expert 12 programı kullanılarak bağımsız parametrelerin özütleme sürecine etkileri araştırılmış ve özütteki her bir ilaç etken maddesinin miktarını veren matematiksel modeller geliştirilmiştir. Geliştirilen modellerin öngördüğü optimum çalışma şartları ile deneysel sonuçların uyumlu olduğu görülmüştür. Optimum çalışma koşullarında yapılan deneyler sonucu kuersetin miktarı 1,777 μg/g, kemferol miktarı 5,143 μg/g, silibinin miktarı 21,017 μg/g, taksifolin miktarı 9,304 μg/g ve apigenin miktarı 1,347 μg/g olarak bulunmuştur. Juniper (Juniperus) plant has been used for treatment purposes since ancient times because of the valuable chemicals it has. It is known that this plant, which has been subject to numerous studies, has diuretic, anti-inflammatory, antifungal, analgesic, liver protection, antioxidant, cholesterol-reducing, antimicrobial, antibacterial and neuron protective effects. These beneficial health effects are caused by flavonoid and phenolic compounds contained in juniper. These compounds are known as secondary metabolites of plants with high antioxidant capacity also exhibit other biological functions such as antimicrobial, antiviral and anti-inflammatory. This thesis study aims to extract the pharmaceutical compounds of quercetin, kaempferol, apigenin, taxifolin and silibinin from juniper fruits by eco-friendly supercritical carbon dioxide extraction technique and to investigate the optimum working conditions that maximize the amount of these active substances. Ethanol was used as the co-solvent to extract polar compounds at the extraction process. The independent parameters to be optimized were determined as temperature, pressure, extraction time and carbon dioxide flow rate. To determine the experimental study algorithm face-centered central composite design of response surface methodology was used. Qualitative and quantitative analyses of the pharmaceutical compounds in the extracts were performed by using high performance liquid chromatography (HPLC). The effects of independent parameters on the extraction process were investigated by using the Design Expert 12 program and the mathematical models giving the amount of each active ingredient in the extract were developed. It was found that the optimum working conditions predicted by developed models were compatible with the experimental results. Under the optimum working conditions, experimental results of quercetin, kaempferol, silibinin, taxifolin, and apigenin amounts were respectively as 1.777 μg/g, 5.143 μg/g, 21.017 μg/g, 9.304 μg/g and 1.347 μg/g. 115

Biyolojik hücreler karmaşık dinamik sistemlerdir. Hücre içi moleküler etkileşimler, bu etkileşimlerin doğası ve işlevine bağlı olarak farklı etkileşim ağları şeklinde sınıflandırılabilirler. Gen regülasyon ağları, protein-protein etkileşim ağları ve metabolik ağlar, sistem biyolojisi ve sentetik biyoloji alanlarında sıklıkla ele alınan ve çalışılan ağlara örnek teşkil eder. Böylesi karmaşık sistemlerin hem teorik hem de deneysel alanda çalışılması gerekmektedir. Bu araştırmanın odağında, metabolik ağların analiz edilmesi ve hücresel metabolizmanın modellenmesinde, çalışılmasında ve incelenmesinde yardımcı olacak hesaplamalı araçların oluşturulması bulunmaktadır. Belirli bir koşulda aktif olan metabolik ağın belirlenmesi için kullanılabilecek hesaplamalı yöntemler iki ana grupta sınıflandırılabilir. Aşağıdan-yukarıya yöntemler, bir organizmanın metabolik modelini girdi olarak kullanarak ilgili koşulda aktif olan tepkimeleri optimizasyon yöntemiyle ve çözüm kümesini deneysel verilerle kısıtlayarak belirler. Yukarıdan-aşağıya yöntemler ise belli bir koşula ait metabolom verisini işleyerek o koşula ait aktif metabolik ağı belirlemeyi hedefler. Bu tez çalışması kapsamında, `JacLy` ismindeki yukarıdan-aşağıya yaklaşıma dayalı ve Jacobi temelli yöntem, kararlı-hal metabolom verisinin kovaryansından küçük ağların metabolik etkileşimleri tahmin etmek için geliştirildi. `Kinescope` isimli araç iseyarı-otomatik modelleme, simulasyon ve kinetik metabolik modellerin analizi için yeni bir hesaplamalı araç MATLAB'da geliştirildi. Bu tez çalışması kapsamında geliştirilen Jacly ve Kinescope araçlarının in silico deney verilerine uygulanarak validasyonu yapılarak uygulanabilirlikleri gösterildi. Biological cells are complex dynamic systems. Intracellular molecular interactions can be categorized into different interaction networks based on the nature of interactions and their function. Gene regulatory networks, protein-protein interaction networks and metabolic networks are examples of frequently studied and addressed networks in the community of systems and synthetic biology. It is necessary to study such complex systems in both experimental and theoretical playgrounds. In this research, the focus is on the analytical study of the metabolic networks and the construction of computational tools that can help to model, study and analyze cellular metabolism. Computational methods for determination of the active metabolic networks at different cellular conditions/contexts are broadly categorized into two groups. Bottom-up approach in the context of metabolism is referred to those methods that use a metabolic model of the organism as an input to estimate the active reactions at the specified condition/context through optimization, while constraining the solution space based on the available experimental data. On the other hand, top-down approach is referred to those methods that aim to infer the active metabolic network at a specified condition/context by analyzing the corresponding metabolome data. In this work, `JacLy` is introduced as a top-down Jacobian-based method that is developed to infer metabolic interactions of small networks from the covariance of steady-state metabolome data. Kinetic models of intracellular biochemical reactions are very suitable tools to study and analyze cellular metabolism. However, it is not an easy task to make reliable kinetic models of metabolic networks and there are many challenging obstacles in the procedure. As an effort to ease kinetic modeling of biochemical reaction networks and also to provide a suitable platform to reconcile top-down and bottom-up approaches, `Kinescope` is introduced as a computational tool developed in MATLAB for semi-automatic construction, simulation and analysis of kinetic models of metabolism. Applicability of both computational tools developed in this work, JacLy and Kinescope, is verified through in silico experiments. 129

Bu çalışmanın amacı, CO içermeyen hidrojen üretimi ve CO2 giderilmesinde kullanılacak COx eliminasyonu için aktif, kararlı ve seçici alkali destekli Pt bazlı katalizörler ve aktif karbon bazlı adsorbanlar tasarlamak ve geliştirmektir. İlk olarak, Pt-Re-Na/CeO2 ve Pt-Re-Na/TiO2 katalizörleri, WGS reaksiyonu için tasarlanmış ve hazırlanmıştır. Na yüklemesi, destek tipi, reaksiyon sıcaklığı, besleme tipi ve kompozisyonun (H2O/CO oranı) WGS performansı üzerindeki etkisi deneysel parametreler olarak kabul edilmiştir. Farklı O/C oranına sahip iki OSR besleme akışı için seri OSR-WGS testleri de yapılmıştır. Gerçekçi besleme altındaki en yüksek performansı %1Pt-%1Re-%2Na/CeO2 katalizörü verirken; en yüksek gerçek WGS aktivitesi, 350°C'de %43.0 CO dönüşümü olarak sırayla empregne edilmiş %1Pt-%1Re-%1Na/CeO2 üzerinde elde edilmiştir. Numunelerin yeni indirgenmiş ve kullanılmış biçimleri SEM, XPS, XRD ve Raman spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. Yüksek aktivite gösteren katalizörlerin Na1 ve Ce3d spektrumları değerlendirildiğinde, WGS reaksiyon mekanizmalarında NaOx gruplarının CeOx gruplarına göre daha etkili olduğu görülmüştür. Pt-Re-Na/CeO2 katalizörleri üzerinde bir WGS reaksiyon mekanizması önermeyi amaçlayarak yapılan FTIR-DRIFTs-MS testlerinde, reaksiyon koşulları altında yüzeyde oluşan format ve karbonat grupları incelenmiştir. WGS performansı ve OSC sonuçlarının birlikte değerlendirildiğinde, yapısal OSC (S-OSC) ve efektif OSC'nin (E-OSC) WGS performansı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. Katalizörlerin E-OSC değerleri aktivite sonuçları ile korelasyon göstermiştir. Adsorban tasarım bölümünde, AC bazlı NaOH emdirilmiş numunelerin çeşitli `sıcaklık-basınç aralığı` değerleri için CO2 ve CH4 adsorpsiyon kapasiteleri belirlenmiş, CO2-CH4 gaz karışımları altında seçici adsorpsiyon kapasiteleri ölçülmüştür. Grubumuz tarafından geliştirilen yeni bir metodoloji ile numuneler üzerindeki adsorpsiyon modellenmiştir. CO2:CH4=1:1 ve 1:9 altında seçici CO2 adsorpsiyonu açısından en iyi performans gösteren adsorban, hava ile oksitlenmiş ve Na eklenmiş AC olan AC6-200 olarak belirlenmiştir. The goal of this research study is to design and develop active, stable and selective alkali promoted Pt-based catalysts and activated carbon-based adsorbents for COx elimination to be used in CO-free hydrogen production and CO2 removal. Firstly, Pt-Re-Na/CeO2 and Pt-Re-Na/TiO2 catalysts were designed and prepared for WGS reaction. The effect of Na loading, support type, reaction temperature, feed type and composition (H2O/CO ratio) on WGS performance were considered as the experimental parameters. Among the prepared catalysts, sequentially impregnated 1%Pt-1%Re-2%Na/CeO2 exhibited the highest performance under Realistic Feed with H2O/CO=6.7. Serial OSR-WGS tests were also conducted for two OSR feed compositions having different O/C ratio and the highest real WGS activity was achieved over sequentially impregnated 1%Pt-1%Re-1%Na/CeO2 at 350°C as 43.0% CO conversion. The freshly reduced and spent forms of the catalyst samples were characterized by SEM, XPS, XRD and Raman spectroscopy. Combined evaluation of the Na1s and Ce3d spectra of the highly active catalysts, suggests the NaOx species should be more influential than CeOx species in the WGS reaction mechanisms. Surface formate and carbonate species under reaction conditions were examined in operando FTIR-DRIFTs-MS tests over Pt-Re-Na/CeO2 catalysts. The combined evaluation of WGS performance and OSC results indicated that structural OSC (S-OSC) and effective OSC (E-OSC) have both significant effect on WGS performance. E-OSC values of the catalysts were found in direct accordance with their performance results. In the adsorbent design part, CO2 and CH4 adsorption capacities of AC-based NaOH impregnated samples were determined for various `temperature-pressure range` couples, their selective adsorption capacities were measured under CO2-CH4 gas mixtures through using a novel methodology developed by our group, and the adsorption on the samples was modelled. The best performing adsorbent in terms of selective CO2 adsorption under CO2:CH4=1:1 and 1:9 was determined as AC6-200, which is the air oxidized AC doped with Na. 230

Temiz ve sürdürülebilir bir enerji kaynağı olan biyodizel, genellikle homojen bir katalizör kullanılarak, bitkisel ya da hayvansal yağların metanol/etanol gibi bir alkolle transesterifikasyonu sonucu üretilmektedir. Ancak homojen katalizörlü biyodizel üretimi, reaksiyon sırasında istenmeyen bir durum olan sabun oluşumu, biyodizel saflaştırması sırasında çok fazla temiz su tüketimi, atık su deşarjı ve katalizörü uzaklaştırmada yaşanan zorluklar gibi pek çok dezavantaj içermektedir. Biyodizel üretiminde heterojen katalizörlerin (özellikle mükemmel katalitik aktiviteye sahip olan CaO' in) kullanımı ise, tepkimeyi basitleştirmekte ve yukarıda sayılan dezavantajları ortadan kaldırmaktadır. Çalışmanın amacı, kalsiyum zengini atıklardan hazırlanan heterojen katalizörlerin biyodizel üretiminde kullanımını araştırmaktır. Bu çalışmada, CaCO3 içeren farklı atıklardan kalsinasyon yoluyla heterojen katalizörler sentezlenmiştir. Şeker fabrikası atığı, mermer tozu, atık yumurta kabuğu, deniz kabuğu ve atık fayanslardan hazırlanan katalizörler, XRD, BET, TGA ve SEM analizleri ile karakterize edilmiştir. Hazırlanan her bir katalizör kullanılarak, aynı reaksiyon şartlarında (ağırlıkça %5 katalizör miktarı, 15:1 metanol:yağ molar oranı, 60oC reaksiyon sıcaklığı ve 2 saat reaksiyon süresi) ayçiçek yağı biyodizeli üretilmiştir. Katalizörlerin katalitik aktivitelerini karşılaştırmak için, onlardan üretilen biyodizel örneklerinin yağ asiti metil ester (YAME) verimleri ve bazı yakıt özellikleri analiz edilmiştir. Deneysel sonuçlar, en yüksek biyodizel verimine mermer tozu (%89.14) ve şeker endüstrisi atığı (%87.64) ile ulaşıldığını, atık fayansın ise biyodizel üretiminde hiçbir katalitik etkisinin olmadığını göstermiştir. Sonuç olarak denilebilir ki, bu çalışma ılımlı reaksiyon şartları ve atık değerlendirmesi içermesi, biyodizelin saflaştırılması sırasında temiz su tüketimi ve atık su deşarjı içermemesinden dolayı, biyodizelin katalizörden kaynaklı üretim maliyetlerini azaltabilir ve çevreye fayda sağlayabilir. Biodiesel, which is a clean and sustainable energy source, is produced by the transesterification of vegetable or animal oils with an alcohol such as methanol/ethanol, generally using a homogeneous catalyst. However, the production of biodiesel with homogeneous catalyst has many disadvantages such as soap formation, which is an undesirable situation during the reaction, too much clean water consumption during biodiesel purification, waste water discharge and difficulties in catalyst removal. The use of heterogeneous catalysts (especially CaO, which has excellent catalytic activity) in biodiesel production simplifies the reaction and eliminates the disadvantages mentioned above. The aim of the study is to investigate the use of heterogeneous catalysts prepared from calcium-rich wastes in biodiesel production.In this study, heterogeneous catalysts have been synthesized by calcination from different wastes containing CaCO3. Catalysts prepared from sugar factory waste, marble dust, waste eggshells, seashells and waste faiences, were characterized by XRD, BET, TGA and SEM analysis. Sunflower oil biodiesel was produced using each catalyst under the same reaction conditions (5% catalyst amount (w / w), 15: 1 methanol / oil molar ratio, 60°C reaction temperature and 2 hours reaction time). In order to compare the catalytic activities of the catalysts, the fatty acid methyl ester (FAME) yields and some fuel properties of the biodiesel samples produced from them were analyzed.Experimental results showed that the highest biodiesel yield was achieved with marble dust (89.14%) and sugar industry waste (87.64%), while waste faience had no catalytic effect in biodiesel production.As a result, it can be said that this study can reduce the catalyst-related production costs of biodiesel and benefit the environment, since it includes moderate reaction conditions and waste assessment, and does not include clean water consumption and waste water discharge during the purification of biodiesel. 70