Manyetik Fe3O4-kitosan mikro/nanoparçacıkların sentezi, karakterizasyonu ve sulu ortamdan Bromtimol Mavisi uzaklaştırma kapasitelerinin belirlenmesi
Synthesis, characterization of magnetic Fe3O4-chitosan micro/nanoparticles and determination of their Bromothymol Blue removal capacities from aqueous solution
- Tez No: 325413
- Danışmanlar: PROF. DR. UFUK GÜNDÜZ, YRD. DOÇ. DR. ARZU YAKAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kitosan, Manyetik nanoparçacık, Adsorpsiyon, Bromtimol Mavisi, Chitosan, Magnetic nanoparticles, Adsorption, Bromothymol Blue
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Afyon Kocatepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 151
Özet
Bu çalışmada, ilk olarak ikili çöktürme yöntemi kullanılarak manyetik nanoparçacıklar (MNP) sentezlenmiş ve sentezlen tanecikler Fourier Dönüşümlü İnfrared Spektroskopisi (FTIR), Termogravimetrik Analiz (TGA), Dinamik Işık Saçılımı (DLS) Analizi ve Titreşimli Örnek Manyetometresi (VSM) ile karakterize edilmiştir. Analiz sonuçlarına göre nanoparçacıkların boyutlarının 10 nm'den küçük olup süperparamanyetik özellik gösterdiği görülmüştür. Daha sonraki aşamada ise bu demir oksit nanoparçacıklar kullanılarak manyetik özellikli Fe3O4-kitosan mikro/nanoparçacıklar sentezlenmiştir. Bunun için, iki farklı yöntem, iyonik jelleşme ve süspansiyon çapraz bağlama, kullanılmış olup farklı yapısal, morfolojik, manyetik özelliğe sahip tanecikler elde edilmiştir. Sentezlenen tüm Fe3O4-kitosan parçacıklar; Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM), Geçirimli Elektron Mikroskopisi (TEM), FTIR, TGA, DLS ve VSM ile karakterize edilmiştir. Karakterizasyon sonucuna göre sentezlenen tanecikler; iyonik jelleşme yöntemine göre sentezlenen nanoparçacıklar (Fe3O4-KNP1), süspansiyon çapraz bağlama yöntemine göre sentezlenen nanoparçacıklar (Fe3O4-KNP2) ve mikroparçacıklar (Fe3O4-KMP) şeklinde sınıflandırılmıştır. Karakterizasyon sonuçlarına göre; Fe3O4-KNP1'ın sentez koşullarına bağlı olarak ortalama çap büyüklüğünün 85-144 nm aralığında değiştiği, ağırlıkça % 94,5 Fe3O4 içerdiği, doygunluk magnetizasyonunun 46,7 emu/g olduğu ve süperparamanyetik bir özellik gösterdiği belirlenmiştir. Fe3O4-KNP2'ın ise sentez koşullarına bağlı olarak ortalama çap büyüklüğü 18-413 nm aralığında olup ağırlıkça % 52,1 Fe3O4 içerdiği görülmüştür. Son olarak, Fe3O4-KMP'ın hacimsel dağılımında nano boyutta taneciklerin yanı sıra mikro boyutta taneciklerin iiçoğunlukta olduğu ve bunların % 29,8 Fe3O4 içerdiği belirlenmiştir. Süspansiyon çapraz bağlama yönteminde MNP'ın kitosan ile kaplanması doygunluk magnetizasyonunu önemli derecede düşürmüştür.Çalışmanın ikinci aşamasında ise, sentezlenen bu üç farklı adsorbanın sulu ortamdan boyar madde adsorplama özellikleri incelenmiştir. Bu amaçla boyar madde olan Bromtimol Mavisi kullanılmış olup Bromtimol Mavisinin adsorpsiyonuna etki eden parametreler (adsorban miktarı, başlangıç Bromtimol Mavisi derişimi, sıcaklık, pH vb.) incelenmiştir. Her bir adsorban için maksimum adsorpsiyon koşulları sağlandığında Fe3O4-KNP1, Fe3O4-KNP2 ve Fe3O4-KMP'ın adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 40,7 mg/g, 82,2 mg/g ve 193,3 mg/g olarak bulunmuştur.Çalışmanın son aşamasında ise, adsorpsiyon işlemi sonrası, desorpsiyon deneyleri yapılarak taneciklerin tekrar kullanılabilirliği araştırılmıştır. Fe3O4-KNP1'ın Fe3O4-KNP2 ve Fe3O4-KMP'ından daha yüksek desorpsiyon özelliği gösterdiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this study, firstly magnetic nanoparticles (MNP) were synthesized using co-precipitation method and the synthesized particles were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric Analysis (TGA), Dynamic Light Scattering (DLS) and Vibrating Sample Magnetometry (VSM). According to the results, it was seen that the sizes of these nanoparticles are smaller than 10 nm and they exhibit superparamagnetic properties. In the next step, magnetic Fe3O4-chitosan micro/nanoparticles were synthesized using iron oxide nanoparticles. For this purpose, two different methods, ionic gelation and suspension cross-linking, were used and particles, which have different structural, morphological and magnetic properties, were obtained. All of the particles were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), FTIR, TGA, DLS and VSM. According to the characterization results, the particles were classified as the nanoparticles, which was synthesized by ionic gelation method (Fe3O4-KNP1); the nanoparticles (Fe3O4-KNP2) and microparticles (Fe3O4-KMP), which were synthesized by suspension cross-linking method. According to characterization results, it was determined that the Fe3O4-KNP1 have an average diameter size in the range of 85-114 nm depending on the conditions of synthesis, they contain 94.5 % Fe3O4 by weight, the value of saturation magnetization is 46.7 emu/g and they exhibit superparamagnetic characteristics. Besides, it was observed that Fe3O4-KNP2 have an average diameter size in the range of 18-423 nm depending on the conditions of synthesis and contain 52.1 % Fe3O4 by weight. Finally, it was determined that in the size distribution of Fe3O4-KMP ivby volume, the majority of particles are micro-sized beside nano-sized particles and they contain 29.8 % Fe3O4 by weight. Also, in suspension cross-linking method, saturation magnetization significantly reduced by coating the Fe3O4 with chitosan.In the second part of the study, dye adsorption properties of the synthesized three different adsorbents from aqueous solution were investigated. For this purpose, Bromothymol Blue, a dye, was used and the parameters affecting adsorption of Bromothymol Blue (adsorbent dosage, initial Bromothymol Blue concentration, temperature, pH etc.) was investigated. When the optimum adsorption conditions were provided for each adsorbent, the adsorption capacities of Fe3O4-KNP1, Fe3O4-KNP2 and Fe3O4-KMP were 40.7 mg/g, 82.2 mg/g and 193.3 mg/g, respectively.In the final part of the study, after adsorption process, the reusability of the particles was investigated by desorption experiments. It was observed that Fe3O4-KNP1 exhibited higher desorption efficiency than Fe3O4-KNP2 and Fe3O4-KMP.
Benzer Tezler
- Modifiye edilmiş nanokompozit malzeme sentezi ve sulu ortamdan sezyumun uzaklaştırılmasında kullanımı
Synthesis of modified nanocomposite material and its use on removal of cesium from aqueous media
BİLAL ÇETİN
Doktora
Türkçe
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÖZCAN
DR. BEKTAŞ KARAKELLE
- Demir (Fe) katkılı manyetik jel üretimi ve atık NdFeB esaslı çözeltilerden neodimyum (Nd) geri kazanımı
Production of iron (Fe) dopped magnetic gel and recovery of neodymium (Nd) from waste NdFeB-based solutions
EMİRCAN UYSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Kitosan kaplı manyetik nanoparçacıkların lakkaz immobilizasyonunda ve reaktif boyarmadde adsorpsiyonunda kullanılması
Use of chitosan coated magnetic nanoparticles in laccase immobilization and reactive dye adsorption
NÜZHET AYÇA KALKAN
- Microbial biosensor of phenolic compounds detection using chitosan-Fe3O4 bionanocomposite
Kitosan-Fe3O4 bionano kompozitleri kullanan mikrobiyal biosensörler ile fenolik bileşimlerin tespiti
RABIU GARBA AHMAD
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
GenetikFatih ÜniversitesiGenetik ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA FATİH ABASIYANIK
- İlaç taşıyıcı sistemler olarak manyetik Fe3O4 nanoparçacıkları içeren hibrit nanomalzeme hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of hybrid nanomaterial containing magnetic Fe3O4 nanoparticles as drug delivery systems
ŞEYMA TUNA
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
BiyokimyaMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERAP DEMİR
DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLI BEYLER ÇİĞİL