Sulu çözeltilerden bisfenol a'nın giderimine yönelik cu(ıı)-immobilize poli(hema-aam) kriyojellerin sentezi, karakterizasyonu ve adsorpsiyon uygulamaları
Synthesis, characterization, and adsorption applications of cu(ii)-immobilized poly(hema-aam) cryogels for the removal of bisphenol a from aqueous solutions
- Tez No: 1022635
- Danışmanlar: DOÇ. İHSAN ALACABEY, PROF. DR. KADİR EROL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Bisfenol A, Kriyojeller, Bisphenol A, Cryogels
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mardin Artuklu Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, endokrin bozucu özelliği nedeniyle sucul çevreler ve insan sağlığı açısından önemli bir kirletici olan Bisfenol A'nın (BPA) sulu ortamlardan giderilmesi amacıyla Cu(II) immobilize Poli(HEMA-AAm) kriyojel adsorban sentezlenmiş, karakterize edilmiş ve adsorpsiyon performansı ayrıntılı olarak incelenmiştir. Kriyojel, 2-hidroksietil metakrilat (HEMA) ve akrilamid (AAm) monomerlerinin kriyopolimerizasyonuyla hazırlanmış ve Cu(II) iyonlarıyla fonksiyonel eştirilmiştir. Sentezlenen yapıların fiziksel, kimyasal ve morfolojik özellikleri şişme testi, FT-IR, SEM, elementel analiz, ICP-OES, BET ve zeta potansiyeli analizleriyle değerlendirilmiştir. Karakterizasyon sonuçları, makro gözenekli yapının Cu(II) immobilizasyonundan sonra korunduğunu ve kriyojel yapısında 0,66 mmol/g Cu(II) bulunduğunu göstermiştir. BPA adsorpsiyonu kesikli sistemde gerçekleştirilmiş; temas süresi, başlangıç BPA derişimi, sıcaklık, adsorban miktarı ve iyonik şiddetin etkileri incelenmiştir. Sistem yaklaşık 45 dakikada dengeye ulaşmış ve en yüksek adsorpsiyon kapasitesi düşük sıcaklıkta elde edilmiştir. Başlangıç BPA derişiminin artmasıyla adsorpsiyon kapasitesi yükselmiş; 500 mg/L başlangıç derişiminde kapasite 277 K'de 125,52 mg/g olarak belirlenmiştir. Adsorpsiyon kapasitesi yalın Poli(HEMA) için 38,5 mg/g, Poli(HEMA-AAm) için 75,7 mg/g ve Poli(HEMA-AAm)-Cu(II) için 118,2 mg/g olarak bulunmuştur. Bu sonuçlar, hem akrilamid fonksiyonelleştirmesinin hem de Cu(II) immobilizasyonunun BPA adsorpsiyonunu önemli ölçüde geliştirdiğini göstermiştir. Beş adsorpsiyon–desorpsiyon döngüsü sonunda adsorpsiyon kapasitesi 82,42 mg/g, desorpsiyon verimi ise %81,58 olarak belirlenmiştir. Denge verileri Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin–Radushkevich izoterm modelleriyle değerlendirilmiştir. Langmuir modelinin 0,9949–0,9996 aralığındaki R² değerleriyle deneysel verileri en iyi temsil ettiği ve maksimum tek tabaka adsorpsiyon kapasitesinin sıcaklık artışıyla 129,16 mg/g'den 94,04 mg/g'ye azaldığı belirlenmiştir. Termodinamik incelemede ΔG° değerlerinin 277, 298 ve 318 K'de sırasıyla −6,66, −5,55 ve −5,29 kJ/mol olması adsorpsiyonun kendiliğinden gerçekleştiğini; ΔH° değerinin −16,09 kJ/mol olması sürecin ekzotermik karakterini, ΔS° değerinin −34,47 J mol⁻¹ K⁻¹ olması ise adsorpsiyon sırasında katı–sıvı arayüzündeki düzensizliğin azaldığını göstermiştir. Sonuç olarak Poli(HEMA-AAm)-Cu(II) kriyojelin hızlı dengeye ulaşması, yüksek adsorpsiyon kapasitesi ve tekrar kullanılabilirliği sayesinde BPA'nın sulu ortamlardan giderilmesinde umut verici bir adsorban olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, a Cu(II)-immobilized poly(HEMA-AAm) cryogel adsorbent was synthesized, characterized, and its adsorption performance was investigated in detail for the removal of Bisphenol A (BPA), an important contaminant for aquatic environments and human health due to its endocrine-disrupting properties, from aqueous media. The cryogel was prepared by the cryopolymerization of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and acrylamide (AAm) monomers and functionalized with Cu(II) ions. The physical, chemical, and morphological properties of the synthesized structures were evaluated using swelling tests, FT-IR, SEM, elemental analysis, ICP-OES, BET, and zeta potential analyses. The characterization results showed that the macroporous structure was preserved after Cu(II) immobilization and that the cryogel structure contained 0.66 mmol/g Cu(II). BPA adsorption was carried out in a batch system, and the effects of contact time, initial BPA concentration, temperature, adsorbent dosage, and ionic strength were investigated. The system reached equilibrium in approximately 45 min, and the highest adsorption capacity was obtained at a low temperature. The adsorption capacity increased with increasing initial BPA concentration and was determined to be 125.52 mg/g at an initial concentration of 500 mg/L and 277 K. The adsorption capacities were found to be 38.5 mg/g for pristine poly(HEMA), 75.7 mg/g for poly(HEMA-AAm), and 118.2 mg/g for poly(HEMA-AAm)-Cu(II). These results demonstrated that both acrylamide functionalization and Cu(II) immobilization significantly enhanced BPA adsorption. After five adsorption–desorption cycles, the adsorption capacity and desorption efficiency were determined to be 82.42 mg/g and 81.58%, respectively. The equilibrium data were evaluated using the Langmuir, Freundlich, Temkin, and Dubinin–Radushkevich isotherm models. The Langmuir model provided the best representation of the experimental data, with R² values ranging from 0.9949 to 0.9996, and the maximum monolayer adsorption capacity decreased from 129.16 mg/g to 94.04 mg/g with increasing temperature. In the thermodynamic analysis, the ΔG° values of −6.66, −5.55, and −5.29 kJ/mol at 277, 298, and 318 K, respectively, indicated that the adsorption process occurred spontaneously; the ΔH° value of −16.09 kJ/mol indicated the exothermic nature of the process, while the ΔS° value of −34.47 J mol⁻¹ K⁻¹ indicated a decrease in disorder at the solid–liquid interface during adsorption. In conclusion, the rapid attainment of equilibrium, high adsorption capacity, and reusability of the poly(HEMA-AAm)-Cu(II) cryogel demonstrated that it is a promising adsorbent for the removal of BPA from aqueous media.
Benzer Tezler
- Supramolecular copolymers of calix[4]pyrroles, pillar[5]arenes and crown ethers
Kaliks[4]pirol, pillar[5]aren ve taç eterlerin supramoleküler kopolimerleri
DENİZ MEMİŞ
- Tirozinaz enziminin poliakrilamid-allil glisidil eter temelli kriyojellere immobilizasyonu ve uygulamaları
Immobilization of tyrosinase enzyme onto polyacrylamide-allyl glycidyl ether based cryogels and its applications
DİLEK KATI KELEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
KimyaAydın Adnan Menderes ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARİFE ALEV KARAGÖZLER
DR. ÖĞR. ÜYESİ RUKİYE YAVAŞER BONCOOĞLU
- Adsorption of endocrine disrupting compounds by magnetic nanoparticles
Endokrin bozucu maddelerin manyetik nanoparçacıklar ile adsorpsiyonu
GÜL GÜLENAY HACIOSMANOĞLU
Doktora
İngilizce
2019
Çevre MühendisliğiMarmara ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA SEMRA CAN
- Grafting of poly(acrylamide) onto crosslinked poly(HEMA-co-MMA) resin for removal of phenol and bisphenol A
Poli(akrilamid)'in çapraz bağlı poli(HEMA-co-MMA) reçineye aşılanması ve fenol ile bisfenol A 'nın giderilmesinde kullanılması
HANDAN USTA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL
- Bısfenol a'nın aktıf karbona adsorpsiyonu
The adsorption of bisphenol a by activated carbon
MUHAMMED ALİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR SALGIN