Preperation of new polymeric sorbents for removal of heavy metal ions from aqueous solutions
Sulu çözeltilerin ağır metal iyonlarının ayrılması için yeni polimerik sorbentlerin hazırlanması
- Tez No: 166282
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FİLİZ ŞENKAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 67
Özet
SULU ÇÖZELTİLERDEN AĞIR METAL İYONLARININ AYRILMASI İÇİN YENİ POLİMERİK SORBENTLERİN HAZIRLANMASI ÖZET: Bu tezde ağır metal iyonlarını sulu çözeltilerden giderilmesi için dört çeşit poimerik sorbent hazırlandı. Bu reçinelar sırasıyla reçine 1, reçine 2, reçine 3 ve reçine 4 olarak isimlendirilmiştir. Reçine 1 ve reçine 2 klorosulfolanmış polistirenden hareketle hazırlanmıştır. Reçinelerin hazırlanma metodu aşağıda verilmiştir:Reçin 1 : Klorosulfolanmış polistiren reçine sisteamin'in fazlasıyla NMP varlığında reaksiyona sokulmuştur. O PHx,)S-CI + h2N-CH2CH2- SH O o S-Nr/ XSH (1) Reaksiyon sonunda tiol içeren reçine elde edilmiştir ve bu reçine Hg (II), Cd (II), Pb (II), Zn (II) ve Fe (III) gibi ağır metal iyonlarının sulu çözeltilerden giderilmesinde başarıyla kullanılmıştır. Reçinelerin ağır metal yükleme kapasiteleri Hg (II): 2.9 mmol.g'1, Cd (II): 1.85 mmol.g ', Pb (II):1.30 mmol.g1, Zn (II): 0.30 mmol.g“1, Fe (III): 2.00 mmol.g”1 olarak bulunmuştur. Reçine 2 : Poli (akrilamid) Çapraz bağlı poli (stiren) kürecikler üzerine karboksilik asit gruplarından bir redoks polimerizasyon yöntemi kullanılarak graft edilmiştir. Poliakrilamid bağlı kürecik şekilli polimer 420-590um partikül boyutlu poli (stiren- divinil benzen) (PS-DVB) (10% crosslinking) reçinelerden başlanarak aşağıdaki xıvprotokole göre üç basamakta hazırlanmıştır; klorosulfonlama, glisin ile sulfoamidleşme ve seryum amonyum nitrat içeren konsantre sulu akrilamid çözeltisi ile grafit. Elde edilen, ağırlıkça 220 % graft derecesindeki, poli (akrilamid) 'in civayı çözeltilerden ppm derecesinde uzaklaştırmak için efektif bir civa-selektif sorbent olduğu gösterilmiştir. Graft zincirlerin hareketliliği homojen reaksiyon koşullan ve hızlı civa yükleme kabiliyeti kazandırmıştır. Tamponsuz koşullarda civa yükleme kapasitesi yaklaşık 5.75 mmol / g.reçine'dir. (pw \ + CISO3H - ^hQ o - s-cı o NH2CH2COOH \ / -S -NH-CH2COOH Ce(IV) X NH2 \ /" -S-NH-CH2 4- CH2-CH-)- II 1 n o c=o I NH2 (2) Reçine 3 : Poli (akrilamid) çapraz bağlı poli (4-vinil piridin)(P4-VP) reçine 'Reillex 425' üzerine graft edilmiştir. Potasyum kloroasetat ile quaternerlesme karboksimetil piridinyum içeren poli (4-vinil piridin) vermiştir. Akrilamid, redoks ile karboksil gruplarından seryum amonyum nitrat kullanılarak graft edilmiştir. Elde edilen, ağırlıkça 117 % grafit derecesindeki, polimer yüksek kapasiteli (3.36 mmol / g.) bir civa spesifik sorbentir. Zn (II), Pb (II), Fe (III) ve Cd (II) gibi bazı yabancı iyonların aynı koşullarda reçine tarafından tercih edilmediği deneylerle gösterilmiştir. XVo o N + cı -CH2-C-
Özet (Çeviri)
PREPERATION OF NEW POLYMERIC SORBENTS FOR REMOVAL OF HEAVY METAL IONS FROM AQUEOUS SOLUTIONS SUMMARY In this thesis, four types' polymeric sorbents were prepared for removal of heavy metal ions from aqueous solutions. These resins were called resin 1, resin 2, resin 3 and resin 4 respectively. Resin 1 and Resin 2 were prepared starting from chlorosulfonated polystyrene resin. Resin 1: Chlorosulfonated polystyrene resin was reacted with excess of cystamin in NMP (N-methyl pyrrolidone). V / O II -s -ci II o H2N- CH2CH2- SH O ^PV-4,) - S-NH O /\ SH (1) At the end of the reaction, thiol containing resin was obtained and this resin was used to remove Heavy metal ions such as Hg (II), Cd (II), Zn(II) and Fe (III) successfully from aqueous solutions. The heavy metal loading capacities of the resin was found as Hg (II): 2.9 mrnol.g“1, Cd (II): 1.85 mmol.g”1, Pb (II): 1.30 mmol.g“1, Zn (II): 0.30 mmol.g1, Fe (III): 2.00 mmol.g'1. Resin 2 : Poly (acrylamide) was grafted from carboxylic acid groups onto cross linked poly (styrene) beads using a redox polymerization methodology. A beaded polymer with a poly(acrylamide) surface shell was prepared in three steps, starting IXfrom poly (styrene- divinyl benzene ) (PS-DVB) (10% crosslinking) based beads with a particle size of 420-5 90um, according to the synthetic protocol; chlorosulfonation, sulfamidation with glycine and grafting using a concentrated aqueous acrylamide solution with cerium ammonium nitrate. (Py^L \ + CISO3H V / O -S -CI o NH2CH2COOH (P)-\ / - S-NH-CH2COOH O Ce(IV) NH, (Py\ /) - S~NH-CH2-(-CH2-CH4- 3 C=0 I NH2 (2) The resulting polymer resin with 220 wt % of grafted poly (acrylamide) has been demonstrated to be an efficient mercury-specific sorbent, able to remove Hg (II) from solutions at ppm levels.The mobility of the graft chains provides nearly homogenous reactions conditions and rapid mercury binding ability. The mercury sorption capacity under non-buffered conditions is around 5,75 mmol/g. No interference arises from common metal ions such as Cd(II), Fe(II), Zn(II), and Pb(II). Resin 3 : Poly(acrylamide) is grafted onto crosslinked poly (4-vinyl pyridine)(P4- VP) resin ”Reillex 425“. Quaternization of (P4-VP) with potassium chloroacetate gave crosslinked poly (4-vinyl pyridine) having carboxymethyl pyridinium groups. Acrylamide was grafted by redox initiation through the carboxyl groups with cerium ammonium nitrate.The resulting polymer resin with 1 1 1.7 wt % of Poly (acrylamide) grafts is a high capacity (3.36 mmol g”1) mercury specific sorbent. Experiments showed that some foreign ions such as Zn (II), Pb (II), Fe (III) and Cd (II) are not sorbed by the resin in the same reaction conditions. > /T~^ 2 K2C°3 /as /“”^ + P>- -o/ v7 ©-o/ v + HN C4H9 C4H9 Crosslinked GMA resin C4H9 -4n9 O Cl- CH2_C- NH2 cı 1 CH2 I c=o NH2 Regeneration of the resins: (4) Resin 2, Resin 3 and Resin 4 have amide groups. The sorbed mercury in these resins can be eluted by repeated treatment with hot acetic acid without hydrolysis of the xnamide groups. Resin 1 can be regenerated by using mineral acids such as HC1 and HNO3, because thiol groups and sulfonamide groups are not hydrolysis easily. Also, mercury uptake kinetic measurement studies for these resins were performed. xm
Benzer Tezler
- Toksik anyon ve katyonların kaliksarenler kullanılarak nanofiltrasyon ve adsorpsiyon teknikleriyle giderilmesi
Removal of toxic anions and cations with nanofiltration and adsorption techniques by using calixarenes
MUSTAFA TABAKCI
- Preparation of polyacrylonitrile grafted onto nano-clay for removal of aluminum from aqueous solutions
Poliakrilonitril aşılanmış nano-kil sentezi ve alüminyumun sulu ortamlardan uzaklaştırılmasında kullanılması
EDA KÜÇÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL
- Hedef kimyasala duyarlı floresan malzemelerin sentezi ve kimyasal sensörlerde kullanımı
Synthesis of fluorescent materials sensitive to target chemicals and usage in chemical sensors
FEHMİ KARAGÖZ
- Preparation of new polymeric sorbents for removal of boron from water
Sudan bor giderilmesi için yeni polimerik reçinelerin hazırlanması
GÜLÇİN TORUNOĞLU TURAN
Doktora
İngilizce
2019
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL
- Preparation of new polymeric sorbents for removal of organic wastes
Organik atıkların giderilmesi için yeni polimerik sorbentlerin hazırlanması
FATİH BİLDİK
Doktora
İngilizce
2016
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL
