Nişasta esaslı nanokompozit hidrojellerin hazırlanması ve uygulamaları
Preparation of the starch based nanocomposite hydrogels and their applications
- Tez No: 254947
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GAMZE GÜÇLÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Nişasta, bol bulunan, pahalı olmayan ve tümüyle biyolojik olarak bozunabilen bir hammaddedir. Nişastanın vinil monomerleri ile graft edilmek suretiyle modifikasyonu, nişastaya istenilen özelliklerin kazandırılması için en etkili yöntemlerden birisidir.Çevre kirliliği, her geçen gün endüstriyelleşme ve kentleşmede meydana gelen artışa bağlı olarak artmaktadır ve bunun sonucu olarak artan endüstriyel kirliliğin azaltılmasına gerek duyulmaktadır. Ağır metal iyonları ve boyalar toksik özellikleri dolayısıyla daha fazla önem kazanmışlardır. Endüstriyel atıkların açığa çıkardıkları boya su tüketicileri için çok zararlıdır. Böylece atık sulardan boya uzaklaştırılması ana çevresel problemleri oluşturur.Son yıllarda, nişasta ve selüloz gibi doğal polisakkaritlerin graft kopolimerleri bu amaçla kullanılmaktadır.Bu çalışmada, nişasta üzerine akrilik asidin (AA) graft kopolimerizasyonu, nişasta/akrilik asit (ağırlıkça) =1,5 oranında, seryum amonyum nitrat (CAN) başlatıcılığında ve N-N'-metilen bisakrilamid çapraz bağlayıcı varlığında azot atmosferi altında gerçekleştirilmiştir. Montmorillonit (MMT) kullanılmıştır. Nişasta-g- akrilik asid/MMT (N-g-AA/ MMT) nanokompozit hidrojelleri X ışınları kırınımı (X-Ray) ve Fourier Transform Infrared Spektroskopisi (FTIR) ile karakterize edilmiştir. MMT miktarının nanokompozit hidrojellerin şişme davranışı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. MMT'in %1'e kadar artan oranları hidrojellerin su absorbsiyon kapasiteleri üzerinde artışa neden olurken, MMT miktarının %1'in üzerine çıkması hidrojellerin su absorbsiyon kapasiteleri üzerinde azalmaya neden olmuştur.Buna ilave olarak çalışmamızda, N-g-AA/MMT hidrojelleri kullanarak, sulu çözeltilerden Safranin-T'nin uzaklaştırılması da incelenmiş, bu amaçla, uygulama zamanı, başlangıç boya konsantrasyonu, MMT miktarı gibi parametrelerin hidrojellerin boya adsorpsiyon kapasitesileri üzerine etkisi araştırılmıştır. Hidrojellerin boya uzaklaştırma kapasiteleri, UV-vis Spektrofotometresi kullanılarak tayin edilmiştir.Sulu çözeltiden, Pb2+, Cu2+ iyonlarının uzaklaştırılması üzerine, MMT miktarının etkisi pH=4.0'da incelenerek, bu hidrojellerin metal iyonlarını uzaklaştırma kapasiteleri, Atomik Absorbsiyon Spektrofotometresi (AAS) ile tayin edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, N-g-AA/MMT hidrojellerinin bu iyonları uzaklaştırma sırasının Cu2+ > Pb2+ şeklinde olduğunu göstermektedir.Hem sulu ortamdan Safranin-T, hem de Pb2+ ve Cu2+ iyonlarının adsorplanması Freundlich izotermine uygun olarak gerçekleşmiştir.Ayrıca, N-g-AA/MMT nanokompozit hidrojellerin mekanik özellikleri de incelenmiştir. Sonuçlardan, mekanik özelliklerin artan kil miktarı ile artış gösterdiği görülmektedir.
Özet (Çeviri)
Starch is an abundant, inexpensive and fully biodegradable natural raw material.Chemical modification of starch via grafting of vinyl monomers is one of the most effective methods to provide desirable properties into starch.Since the environmental pollution is increasing day-by-day due to the increase in industrialization and urbanization, hence, the need to reduce the pollution particularly in industries is important. Among the enviromental pollutions, heavy metal ions and dyes have gained relatively more significance due to their toxicity. Moreover, the colour of industrial wastes is very desirable harmful for water consumers. Therefore, colour removal from wastewater is a major enviromental problem.In recent years, graft copolymers of natural polysaccaharides such as cellulose and starch have been used for this aim.In this study, the graft copolymerization of acrylic acid (AA) onto starch was carried out with monomer/starch weight ratio=1,5, with cerium ammonium nitrate (CAN) as an initiator and N-N?-methylenebisacrylamide (NMBA) as a crosslinking agent, under nitrogen atmosphere. Sodium montmorillonite (MMT) was used as nanoparticles. Starch-graft-acrylic acid/MMT (N-g-AA/MMT) nanacomposite hydrogels were characterized by X-ray diffraction (XRD) and FTIR analysis. The effect of MMT content in nanocomposite hydrogels on the swelling behavior was investigated. Increasing the MMT/ monomer ratio up to 1% causes an increment in water absorbency, which indicates that MMT can improve the ability of water absorbency but further increase of MMT causes a decrease in water absorbency. The removal of safranine T from aqueous solutions using N-g-AA/MMT nanocomposite hydrogels was described.Effects of various parameters such as treatment time, initial dye concentration, and amount of the MMT were investigated. Dye removal capacities of these hydrogels were determined by UV-vis- Spectrophotometer.The effect of MMT content of S-g-AA/MMT superabsorbent hydrogels on the removal of Pb2+ and Cu2+ ions from aqueous solutions was investigated at pH=4.0 and metal ion removal capacities of these hydrogels were determined by Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS). The results showed the order of the removal of metal ions was Cu2+ >Pb2+ . The Freundlich equations were fit equilibrium isotherms for both dye adsorption and ion adsorption.Also, mechanical properties were tested. The results showed that mechanical properties of N-g-AA/MMT superabsorbent nanocomposite hydrogels increased with the increase in content of MMT.
Benzer Tezler
- Poli(metakrilik asit) graft biyopolimerlerin üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of poly(methacrylic acid) graft biopolymers and investigation of their properties
MEHMET ALİ GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAADET KEVSER PABUCCUOĞLU
- Bitkisel esaslı ve petrokimyasal poliol karışımlarından poliüretan filmlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of polyurethane films using bio-based and petrochemical-derived polyol blend
SEDA TURPÇU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SENNUR DENİZ
- Nişasta esaslı biyokompozit filmlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of starch based biocomposite films
MUALLA YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyoteknolojiSelçuk ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLSÜM AYDIN
- Nişasta esaslı biyouyumlu polimerlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of starch based biocompatible polymers
MEHMET KORAY GÖK
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Biyoteknolojiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAADET KEVSER PABUCCUOĞLU
- Nişasta esaslı köpük ambalaj malzemesinin ekstrüzyon yöntemiyle üretimi ve fiziksel özelliklerinin belirlenmesi
Physical properties of starch-based foam packaging material by extrusion process
ÖZGE ÖZMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Gıda MühendisliğiMersin ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYLİN ALTAN METE