Quaternization of poly(1-vinylimidazole) hydrogel and its use in anion adsorption
Poli(1-vinilimidazol) hidrojelinin kuaternizasyonu ve anyon adsorpsiyonunda kullanımı
- Tez No: 216366
- Danışmanlar: PROF.DR. OLGUN GÜVEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemistry, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Poli(1-vinilimidazol), anyon adsorpsiyonu, hidrojel, iyon degistirici, Poly(1-vinylimidazole), anion adsorption, hydrogels, ion-exchange
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Poli(1-vinilimidazol) hidrojelleri 1-vinilimidazolün sulu çözeltide baslatıcı olarak azobisizobütironitril ve çapraz baglayıcı olarak N'N-metilenbisakrilamit kullanılarak serbest radikal polimerizasyonu yöntemiyle sentezlenmistir. Dört farklı çapraz baglayıcı/monomer mol kesrine sahip (nMBAAM/nmonomer) (0.011, 0.021, 0.046, 0.068) poly(1-vinilimidazol) hidrojelleri sentezlenmistir. Bu hidrojellerin sisme egrileri olusturulmustur. Kuaternizasyon ve adsorpsiyon çalısmalarında kullanılmak üzere (nMBAAM/nmonomer), mol kesri 0.011 olan hidrojel seçilmistir. Bu kesre sahip monomer karısımının % dönüsümü egrisi olusturulmustur. Polimerizasyon ve çapraz baglama 200 dakikada tamamlanmıs ve % dönüsümü %97 olarak hesaplanmıstır. Poli(1-vinilimidazol)'ün kısmen kuaternize edilmesi için dimetilsulfat metilleme reaktifi olarak kullanılmıstır. Kuaternizasyon reaksiyonu sonucunda çapraz baglı poli(1- vinilimidazol)'ün kuaternizasyon derecesi hesaplanmıs ve bu deger %43 olarak saptanmıstır. Poli(1-vinilimidazol) ve kuaternize poli(1-vinilimidazol)'ün kimyasal yapılarını karakterize etmek için spektroskopik ve termal analizler yapılmıstır. Yapısal degisiklikleri incelemek için FTIR spektrofotometresi kullanılmıstır. Poli(1- vinilimidazol) ve kuaternize poli(1-vinilimidazol) hidrojellerinin kimyasal kararlılıgını tespit etmek için termogravimetrik analizler yapılmıs, bu islemler azot ortamında 20 oC/dak. ısıtma hızıyla gerçeklestirilmistir. Diferansiyel taramalı kalorimetre kullanılarak bu hidrojellerin camsı geçis sıcaklıkları da tespit edilmistir. Bu hidrojellerin yapılarını daha iyi açıklayabilmek için çözünebilen poli(1-vinilimidazol) ve kuaternize poli(1-vinilimidazol) sentezlenmistir. Ve bu çözünebilen polimerler kullanılarak NMR analizi yapılmıstır. Polimerleri çözmek için döteryum oksit kullanılmıstır. Bu çalısmada, kuaternize poli(1-vinilimidazol) hidrojelleri sulu ortamlardan anyonları uzaklastırmada kullanılmak için sentezlenmistir. UV-görünür bölge spektrofotometresi ve iyon kromatografisi kullanılarak florür, bromür, nitrit, nitrat, fosfat ve sulfat anyonlarının m-eq anyon/g polimer cinsinden adsorpsiyon miktarları ve yüzde adsorpsiyon degerleri tayin edilmistir. Kuaternize poli(1-vinilimidazol) hidrojeline en fazla adsoplanan anyonun fosfat en az adsorplanan anyonun da florür oldugu gözlenmistir. İyon kromatografi yöntemine göre anyon/polimer (tekrarlanan birim) mol oranı 1:1 olan çalısmada, 24.7% florür, 60.6% nitrit, 61.6% bromür, 63.0% nitrat, 99.3% fosfat ve 98.2% sulfat ortamdan uzaklastırılmıstır.
Özet (Çeviri)
Poly(1-vinylimidazole) hydrogels were synthesized through free radical polymerization of 1-vinylimidazole (VIm) in aqueous solutions with azobisisobutyronitrile used as the initiator and N,N?-methylenebisacrylamide (MBAAM) as the crosslinking agent, PVIm hydrogels with four different mol ratios of MBAAM to VIm (nMBAAM/nmonomer) (0.011, 0.021, 0.046, 0.068), were synthesized. Swelling% curves of hydrogels have been formed and hydrogel to be used in the quaternization and adsorption studies has been selected as hydrogel with nMBAAM/nmon mol ratio 0.011. The polymerization and crosslinking of this monomer mixture were completed in 200 min with a conversion% of 97%. To partially quaternize poly(1-vinylimidazole), dimethylsulphate was used as the methylating agent. The degree of quaternization of crosslinked poly(1-vinylimidazole) was obtained as 43% (w/w). Spectroscopic and thermal analyses were performed to investigate the structure of poly(1-vinylimidazole) and quaternized poly(1-vinylimidazole) in soluble and crosslinked forms. FTIR spectrometry was used to follow chemical changes. Thermogravimetric analyses of both hydrogels for investigation of thermal stability, were carried out by using thermogravimetry (TGA). The glass transition temperatures of the samples (Tg) were determined with differential scanning calorimetry (DSC). To characterize the structures of poly(1-vinylimidazole) and quaternized poly(1- vinylimidazole) by using NMR, soluble poly(1-vinylimidazole) and quaternized poly(1- vinylimidazole) have been synthesized and analysed by using deuterium oxide. In this study, to remove various anions from aqueous media, quaternized poly(1- vinylimidazole) hydrogels were used. The amount of anion adsorption (in m-eq. anion/g polymer) and adsorption% were determined for fluoride, bromide, nitrite, nitrate, phosphate and sulphate anions by using UV-visible spectrophotometry and ion chromatography techniques. The amount of phosphate adsorbed on quaternized poly(1-vinylimidazole) hydrogel was the highest and the amount of fluoride adsorbed on quaternized poly(1-vinylimidazole) hydrogel was the lowest. Ion chromatographic study showed that when 1:1 mol ratio of anion to polymer ( on a repeating unit basis) was used, 24.7% of fluoride, 60.6% of nitrite, 61.6% of bromide, 63.0% of nitrate, 99.3% of phosphate and 98.2% of sulphate were removed from the medium.
Benzer Tezler
- Poli(vinil imidazol) hidrojenli ve kuaternize türevleri üzerine boyarmadde adsorbsiyonunun incelenmesi
Investigation of dye adsorption onto poly(vinyl imidazole) hydrogel and its quaternized derivatives
MUHAND K. AL TEMEMİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
KimyaAnadolu ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT ERDEM
PROF. DR. ADNAN ÖZCAN
- Poli(Akrilamid/N-vinil imidazol) kopolimerlerinin gama ışınlamasıyla hazırlanması, karakterizasyonu ve anyonik boya adsorpsiyonunda kullanılabilirliği
Preparation and characterization of Poly(Acrylamide/N-vinyl imidazole) copolymers by gamma irradiation and their usability in anionic dye adsorption
MERVE ARISEVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK ŞOLPAN ÖZBAY
- The Electrical conductivity and properties of poly(N-Vinglimizadole)
Poli(N-vinilimizadol)'in elektriksel iletkenliği ve çözelti özelliklerinin incelenmesi
NAHİD ABBASNEJAD
- Poli(1-azobisiklo[4.2.0]oktan) ve türevlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of poly(1-azabicyclo[4.2.0]octane) polymers and their derivatives
ERDEM KARABULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ZEYNEP AKDESTE
- Synthesis and characterization of poly (4-vinylpyridine) - poly (dimethysiloxane) block copolymers and electrical conductivity of their charge transfer complexes
Poli (4-vinilpiridin) - poli (dimetilsiloksan) blok kopolimerlerinin sentezi, karakterizasyonu ve yük transfer komplekslerinin elektriksel iletkenliği
NİHAN NUGAY
