Ditiyokarbomat modifiye PS sorbentlerle sulu çözeltilerden kadmiyum iyonları adsorpsiyonu
Adsorption of cadmium ions from aqueous solutions on ditiocarbomate modified PS sorbents
- Tez No: 34212
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SÜLEYMAN A. TUNCEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1994
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
ÖZET Sunulan çalışmanın amacı, yüzeylerinde ditiyokarbamat grupları taşıyan 2 um eş boyutlu polistiren (PS) bazlı polimerik mikrokürelerin üretimi ve bunların ağır metal (burada kadmiyum) adsorpsiyonunda kullanılabilirliklerinin araştırılmasıdır. Bu spesifik sorbentlerin üretimi için, önce stirenin dispersiyon polimerizasyonuyla polimerleştirilmesiyle 2 um boyutlu PS mikroküre- ler elde edilmiştir. Bunun için 20 mi stiren monomeri, izopropil alkol (180 mi) /su (20 mi) ortamında polivinil prolidon'un (2 g) sterik stabilizör olarak kullanılmasıyla dağıtılmıştır. Polimerizasyonda, başlatıcı olarak azobisizobütironitril (AIBN, 0.28 g) kullanılmıştır. Polimerizasyon, 80°C sıcaklıkta, 200 devir/dak çalkalama hızında, ve 24 saatte yapılmıştır. Mikrokürelerin boy ve boy dağılımları optik mikroskop fotoğraflarından, yığın ve yüzey analizleri sırasıyla FTIR ve FTIR-DRS yöntemleri ile belirlenmiştir. Eşboyutlu PS mikroküreler, boyutları değiştirilmeden divinil benzen (DVB) ile çapraz bağlı hale getirilmiştir. Bunun için, 200 mi PS lateks, 200 mi su, 3 mi stiren, 3 mi DVB ve 0.12 g AIBN kullanılmış, kolimerizasyon, 80°C sıcaklıkta, 200 devir/dak çalkalama hızında, ve 24 saatte yapılmıştır. Kadmiyum adsorpsiyonu için ditiyokarbamat fonksiyonel gruplu PS mikroküreler sentezlenmiştir. Bunun için önce klorometil stiren (CMS) ve stiren (S) karışımı çapraz bağlı PS mikroküre yüzeyinde polimerleştirilmiştir. Yapıda klor ilavesinin belirlenmesi için FTIR ve elementel analiz teknikleri kullanılmıştır. Kullanılan karışımın toplam hacmi sabit tutulup (0.8 ml) CMS/S oranının değiştirildiği durumda (1/7-7/1 ml/ml) mikroküre boy ve boy dağılımının ve yapıya ilave edilen klor miktarının nasıl değiştiği araştırılmıştır. Bu durumda, çalışılan aralıkta CMS/S oranının değişiminden monodis- persite ve ortalama boy değerinin etkilenmediği belirlenmiştir. Buna karşın, toplam monomer hacminin değiştirildiği durumda (0.1-1.2 mi), CMS miktarının ve dolayısıyla toplam monomer hacminin artması ileII ürünün monodispers karakterinde bir bozulmanın olduğu gözlen miştir. Toplam monomer hacmi sabit tutulduğunda, CMS/S oranının artışı ile çapraz bağlı PS mikrokürelerin yapısına giren CMS miktarının arttığını gösterilmiştir. CMS miktarı değiştirilerek toplam monomer hacmi değiştirildiğinde elde edilen mikrokürelerin klor içeriğinde önemli bir değişimin olmadığı bulunmuştur. Elde edilen bu sonuçlara göre 7/1 CMS/S oranı ile sentezlenen CMS bağlı mikroküre örneği, en yüksek derişimde CMS içermesi dolayısıyla, ditiyokarbamat bağlanması işlemi için çıkış materyali olarak seçilmiştir. Ditiyokarbamat içeren eşboyutlu PS mikrokürelerin sentezi amacıyla yüzeyinde klorometilstiren içeren PS mikroküreler benzil amin ile etkileştirilerek öncelikle klor grubunun yapıdan ayrılması ve polimerik yapıya NH grubunun girmesi sağlanmıştır. Daha sonra, karbondisülfur ile, polistiren mikrokürelerin yüzeylerinde yer alan NH grubu, ditiyokarbamat yapısına dönüştürülmüştür. Yapıya kükürt ilavesinin belirlenmesi için PTIR ve elementel analiz teknikleri kullanılmıştır. Mikrokürelerin modifiye edilebilmesi için ortamdaki benzil amin derişiminin 1/50 ml/ml değerinde (%2 lik sulu çözeltisi) tutulması gerektiği gösterilmiştir. Sabit benzil amin derişiminde CS2 derişiminin artışı ile, mikrokürelerin kükürt içeriği belirgin şekilde artmıştır. Kesikli düzende yapılan deneylerde ditiyokarbamat bağlı sorbentler ile sulu ortamdan Cd“1”1" adsorpsiyonu araştırılmıştır. Bu deneylerde, pH 2-12, sıcaklık ise 25°-80 C aralıklarında değiştirilmiş ve birim sorbent başına adsorblanan kadmiyum miktarları bulunmuştur. Asidik bölgede kadmiyum adsorpsiyonunun düşük olduğu belirlen miştir. Ulaşılan en yüksek adsorpsiyon kapasitesi pH 9'da yaklaşık 15 mg/mg sorbent olarak elde edilmiştir. Sıcaklığın kadmiyum adsorpsi- yonunu değiştirmediği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Ill ABSTRACT The aim of this study is to prepare monosize (2 um) polystyrene based polymeric microspheres carrying ditiocarbamate functional groups on their surfaces, which will be used for the adsorption of heavy metal ions (here cadmium ions) from aqueous media. Styrene was first polymerized by dispersion polymerization to obtain the monosize PS microspheres with a diameter of 2 um. The polymerization recipe and conditions are as follows: styrene: 20 ml; dispersion medium (i.e., isopropyl alcohol/water) (180/20 ml/ml); stabilizer (i.e., polyyiynl pyrolidon): 2 g; catalyst (azobisisobutyronitrile, AIBN): 0.28 g; polymerization temperature: 80°C; shaking rate: 200 rpm; and polymerization period: 24 hours. Size and size distributions of the microspheres and their bulk and surface analysis were obtained by optical microscopy pictures and FTIR and FTIR-DRS methods, respectively. The monosize PS microspheres were cross-linked by using divinyl benzene (DVB) without changing their original sizes. The copolymerization recipe and conditions were as follows: 200 ml PS latex, 200 ml water, 3 ml styrene, 3 ml DVB and 0.12 g AIBN, and polymerization temperature: 80°C; shaking rate: 200 rpm; polymeri zation period: 24 hours. For adsorption of cadmium ions, PS microspheres carrying ditiocarbamate functional groups on their surfaces were produced. Firstly, chlorometyl styrene (CMS) and styrene mixtures were adsorbed and then copolymerized on the surfaces of the cross-linked PS microsphere. Incorporation of chloride atoms within the structure was confirmed by FTIR and elemental analysis. The changes of size and monodispersity and the chloride content of the microspheres by changing the CMS/S ratio (by keeping the total comonomer volume constant) were investigated. In this case, the size and monodispersity were not changed significantly, while the chloride content was increased by increasing the CMS/S ratio. Note that, when the totalIV comonomer volume increased (by increasing the volume of CMS), monodispersity was lost. It was concluded that the CMS/S ratio of 7/1 ml/ml was the best to achieve the highest chloride loading without loosing the monodispersity. In order to produce ditiocarbamate groups on the PS microsphere surfaces, the cross-linked microspheres were first treated with benzylamine. Then, the NH groups were tranformed into ditio- carbamide by interacting these microspheres with CS2 in dioxane. The sulfur content after these treatments were determined by FTIR and elemental analysis. The best modification was achieved when the benzilamine concentration was 2% (in water). When the benzil amine concentration was constant, the sulfur content of the microspheres was significantly increased with the increase in the concentration of CS2. Cadmium ion adsorption on the PS based sorbents carrying ditiocarbamate was investigated in the batch equilibrium experiments. pH and temperature of the adsorption medium was changed in the ranges of, 2-12 and 25 -80 C, respectively. The adsorption in acidic media was low. The highest adsorption (15 mg / mg sorbent) was achieved at pH 9. There was no effect of temperature on adsorption.
Benzer Tezler
- Karmaşık matrikslerde eser miktardaki metallerin şelatlaştırıcı polimerler kullanılarak deriştirilmesi ve atomik absorbsiyon spektroskopisi ile analizi
Başlık çevirisi yok
NURAY ÖĞÜN ŞATIROĞLU
- Amonyum pirolidin ditiyokarbamat ile modifiye edilmiş symphoricarpus albus biyokütlesi kullanılarak sulu çözeltilerden kurşun giderimi koşullarının araştırılması
Investigation of the lead removal conditions from aqueous solutions using ammonium pyrrolidinedithiocarbamate modified symphoricarpus albus biomass
DERYA ARSLAN
- Modifiye kitosan kullanılarak sulu çözeltiden boya giderimi
Dye removal from aqueous solution using modified kitosan
İREM SENA AÇIKGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyomühendislikKırıkkale ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT İNAL
- Ditiyokarbamat grubu içeren Amberlit XAD-4 reçinesinin sentezi ve Cd(II)' nin önderiştirilmesinde kullanılabilirliği
The synthesis of dithiocarbamate group containing Amberlite XAD-4 resin and investigation of using for preconcentration of Cd(II)
RECEP DURMUŞ
- Polistiren-divinilbenzen kopolimeri reçinelerin modifikasyonu ve eser elementlerin ön deriştirilmesinde kullanılabilirliği
Modification of polystyrene divinylbenzene copolymer resins and investigation of using for preconcentration of trace elements
ALİ ALKAN