Akrilik asit fonksiyonel grupları içeren çapraz bağlı kopolimer kullanarak sulu çözeltilerden Sr(II) uzaklaştırılması
Removal of Sr(II) from aqueous solution by using crosslinked copolymer containing acrylic acid functional groups
- Tez No: 346557
- Danışmanlar: PROF. DR. CEMAL ÖZEROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Günümüzde radyoaktif atıkların gideriminde, dekontaminasyon işlemlerinde adsorbent sıklıkla kullanılmaktadır. İnorganik ya da polimerik adsorbentlerr kullanılarak sulu çözeltilerden ve atık çözeltilerden toksik ve radyoaktif metal iyonlarının uzaklaştırılması üzerine çalışmalar yapılmaktadır. Sr-90'nın fiziksel yarıömrü 28.8 yıldır. Sr-90 maruziyetinde, % 70-80'i vücuda geçer, kalan %20-30 kalsiyum gibi davranır ve kemiklerde, dişlerde kolaylıkla lokalize olur. Kemik, kemik iliğinde ve çevresinde yumuşak dokularda kansere yol açar. Bu nedenle sanayi atıklarındaki ve radyoaktif atıklardaki Sr-90'nın dekontaminasyonu gereklidir. Bu çalışmada metil etil keton peroksit(MEKp) başlatıcı olarak, toluen içinde ağırlıkça % 1 Co içeren kobalt oktoat çözeltisi hızlandırıcı olarak kullanılmasıyla akrilik asit fonksiyonel grupları taşıyan çapraz bağlı poliester reçineleri sentezlendi. Akrilik asit fonksiyonel grupları taşıyan çapraz bağlı kopolimer, FT-IR ve SEM analizleri ile karakterize edildi. Çözeltinin başlangıç pH'ı, Sr konsantrasyonu, sıcaklık, çalkalama süresi, adsorbent dozu (v/m oranı) gibi stronsiyum adsorpsiyonuna etki parametreleri saptandı. Deneysel adsorpsiyon verileri Elovich, franskiyonel güç, yalancı birinci mertebeden ve yalancı ikinci mertebeden kinetik modeller kullanılarak analiz edildi. Yalancı ikinci mertebe kinetik model sulu çözeltilerden akrilik asit fonksiyonel grupları taşıyan çapraz bağlı kopolimer üzerine Sr(II) adsorpsiyonu için deneysel verilere yüksek korelasyon sağladığı gözlendi. Başlangıç Sr(II) konsantrasyonları 5 mg.L-1 ve 100 mg.L-1 olan çözeltiler için hesaplanan hız sabitleri(k) ve denge durumunda adsorplanan Sr(II) miktarları (qe) sırasıyla 7.123 x 105 g/mol.dak ve 1.31 x 10-6 mol/g ve 1.407 x 105 g/mol.dak ve 6.66 x 10-6 mol/g'dür. Elde edilen deneysel sonuçlar Langmuir, Freundlich ve Dubinin-Radushkevich(D-R) izotermleri kullanılarak modellendi. Denge izotermleri, 0.999 korelasyon katsayısıyla Freundlich eşitliği iyi tanımlandı. 283-313 K sıcaklık aralığında Dubinin-Radushkevich izoterminden hesaplanan ortalama adsorpsiyon enerjisi 12.95 kJ/mol olarak bulundu Sistemin termodinamik değerleri (?Ho, ?So ve ?Go) sıcaklığa bağlı elde edilen adsorpsiyon verileri kullanılarak hesaplandı. Stronsiyum konsantrasyonu 5 mg.L-1 den 100 mg.L-1 e arttığında, hesaplanan ?Ho ve ?So değerleri sırasıyla 51.07'den 32.50 kJ/mol'e ve 20.42 x 10-2'den 12.28 x10-2 kJ/mol K'e değişti. Sabit sıcaklıkta (313 K) başlangıç Sr(II) konsantrasyonlarının 5 mg.L-1'den 100 mg.L-1'ye artışı ile Gibbs Serbest Enerji ?Go değerleri, 12.88 kJ/mol'den -5.95 kJ/mol'e değişti.
Özet (Çeviri)
Nowadays, adsorbent is often used for removing radioactive waste, decontamination operations. Using inorganic and organic polymers, there are many studies on removal of toxic and radioactive metal ions. Strontium-90 has a physical half-life of 28.8 years. When people take in Sr-90, about 70-80% of it passes through the body. Almost all of the remaining 20-30% that is absorbed is deposited in the bone. Accumulation of radioactive strontium around bone marrow and soft tissue leads to cancer. In this study, polyester resins bearing acrylic acid functional groups were synthesized by using functional groups methyl ethyl ketone peroxide (MEKP) as initiator and cobalt octoate solution in toluene containing wt 1% Co as accelerator. Cross-linked copolymer bearing acrylic acid functional groups was characterized by FT-IR and SEM analysis. The adsorption behaviors of the adsorbent towards Sr ions was investigated by batch technique, the parameters which act strontium adsorption such as the initial pH of the solution, Sr concentration, temperature, shaking time, adsorbent dose (V/m ratio) were determined. Experimental adsorption data have been analyzed using sorption kinetic models such as the Elovich, fractional power pseudo-first order and pseudo-second order kinetic models. It has been observed that pseudo-second order kinetic model provided a high degree of correlation with experimental data for the adsorption of Sr(II) ions on the cross-linked copolymer bearing acrylic acid functional groups from aqueous solutions. The calculated rate constant (k) and the amounts of the adsorbed Sr(II) (qe) at equilibrium are 7.123 x 105 g/mol.min and 1.31x 10-6 mol/g and 1.407 x 105 g/mol.min and 6.66 x 10-6 mol/g, for 5 mg.L-1 and 100 mg.L-1 of initial Sr(II) concentrations respectively. The experimental results obtained were modeled by using the Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich (D-R) isotherms. Equilibrium isotherms were well described by the Freundlich equation at 303 K with correlation coefficient of 0.999. Average adsorption energy calculated from Dubinin-Radushkevich isotherm have been found as 12.95 kJ/mol at the temperature range (283-313 K). The thermodynamic values (?Go, ?Ho, ?So) of the system were calculated by using obtained data depending on temperature. When strontium concentration increased from 5 mg.L-1 to 100 mg.L-1 , the calculated ?Ho and ?So values were changed from 51.07 to 32.50 kJ/mol, and from 20.42 x 10-2 to 12.28 x 10-2 kJ/mol K, respectively. The Gibbs free energy values were changed from -12.88 kJ/mol to -5.95 kJ/mol with increasing initial Sr(II) concentration from 5 mg.L-1 to 100 mg.L-1 at the constant temperature (T= 313 K).
Benzer Tezler
- Akrilik asit içeren çapraz bağlı poliester reçine üzerine sulu çözeltilerden U(VI) iyonlarının adsorpsiyonu
Adsorption of U(VI) ions on polyester resin with acrylic acid from aqueous solutions
NİLÜFER METİN
- Rational design and applications of advanced functional polymer gels
İleri fonksiyonel polimer jellerin rasyonel tasarımı ve uygulamaları
MERTCAN ER
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NERMİN ORAKDÖĞEN
- Semi-crystalline hydrogels with shape-memory and self- healing functions
Şekil-hafızalı ve kendi-kendini onarabilen semi-kristalin hidrojeller
ÇİĞDEM BİLİCİ
- Dual-curable textile adhesives for cord/rubber applications
Çift-kürlenebilen tekstil yapıştırıcılarının kord kumaş/kauçuk uygulamaları
ZEHRA YILDIZ
Doktora
İngilizce
2017
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACER AYŞEN ÖNEN
- Synthesis of low noise, fast drying packaging tape adhesive via emulsion polymerization
Emülsiyon polimerleşmesi ile hızlı kuruyan, sessiz koli bandı için yapıştırıcı sentezi
CANSU AKARSU DÜLGAR
Doktora
İngilizce
2017
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI
