Çinko oksit-immobilize-montmorillonit içeren nanokompozit hidrojellerin boyar madde adsorpsiyonunda kullanımı
Use of zinc oxide-immobilise-montmorillonite containing nanocomposite hydrogels in dye adsorption
- Tez No: 529779
- Danışmanlar: PROF. DR. SİNAN ŞEN, DOÇ. DR. DEMET AYDINOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yalova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Polimer Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Tekstil, kauçuk, kağıt, deri, plastik ve kozmetik gibi endüstrilerin atık sularında bulunan çeşitli tipteki zehirli boyar maddeler, en büyük çevresel sorunlardan biri olarak kabul edilir. Bu tür kirletici boyar maddelerin giderimi, hem sağlık açısından hem de çevresel hususlardan dolayı çok önemlidir. Bu bağlamda, hidrofilik polimerlerin çapraz bağlanması ile elde edilen, suda çözünmeyen fakat su içinde şişme özelliği gösteren ağ yapılar olarak tanımlanan hidrojeller, atık sulardan boyar madde gideriminde adsorban olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, sulu çözeltilerden boyar madde adsorpsiyonunda kullanılmak üzere nanoboyutta çinko oksit (ZnO) metal oksit immobilize edilmiş montmorillonit kili (ZnO-MMT) içeren kimyasal çapraz bağlı poli(akrilamit) (PAAm) nanokompozit hidrojeller sentezlenmiştir. Çalışma kapsamında, nanokompozit hidrojeller, eş-anlı serbest radikalik polimerizasyon reaksiyonu ile N,N-metilen bis-akrilamit (BAAm) çapraz bağlayıcısı ve radikalik başlatıcı çifti amonyum persülfat - sodyum metabisülfit varlığında sentezlenmiştir. Böylece, PAAm hidrojeli, MMT kili ve ZnO metal oksitin tek bir malzemede birleştirilmesi ile üçlü nanokompozit hidrojel hazırlanmıştır. Farklı yüzdelerde ZnO-MMT içeren nanokompozit hidrojellerin, sulu çözeltilerden bromotimol mavisi gideriminde kullanılması araştırılmıştır. Adsorpsiyon testlerinden elde edilen sonuçlar, hidrojellerin morfolojik yapıları ve kil tabakalarının nanokompozit hidrojel içerisindeki dağılımları ile ilişkilendirilmiştir. Saf PAAm ve nanokompozit hidrojellerin maksimum şişmiş formlarındaki basma mekanik dayanımları da araştırılmıştır. Nanokompozit hidrojellerin mekanik dayanımı ve modülü ile tokluk değerleri saf PAAm hidrojeline göre artmıştır. Ağırlıkça %0.25 ZnO-MMT içeren PAAm nanokompozit hidrojeli pH değeri 6 olan 30 ppm'lik boyar madde çözeltisi için, saf ZnO-MMT kili ve saf PAAm hidrojeline kıyasla sırasıyla, %1760 ve %125 daha fazla boyar madde adsorplamıştır. Adsorpsiyon izotermlerinden elde edilen adsorpsiyon kapasitesi değeri (k) de, aynı nanokompozit hidrojel adsorbanı için, saf PAAm hidrojeline kıyasla %300 daha fazla bulunmuştur. Bu sonuç, ZnO-MMT ile elde edilen hidrojellerde, kilin neden olduğu ikincil etkileşimlerden kaynaklanan çok daha küçük ve çok sayıda gözenek yapısının oluşmasına dayandırılmıştır. Ayrıca, ZnO metalinin yüzeyinde hidroliz sonucu oluşan hidroksit fonksiyonlu grupların ve MMT kil yüzeyinin de boyar madde adsorplanmasında ilave katkı sağladığı muhtemeldir.
Özet (Çeviri)
The various types of toxic dyes found in the wastewater of industries such as textiles, rubber, paper, leather, plastics and cosmetics are regarded as one of the biggest environmental problems. Removal of such contaminant is very important for both human health and environmental issues. Within this context, hydrogels, which are obtained by cross-linking hydrophilic polymers, are described as water-insoluble but water-swellable networks. Hydrogels are used as adsorbents in removal of dye from waste water. In this work, cross linked poly (acrylamide) (PAAm) nanocomposite hydrogels which contains nanosized zinc oxide (ZnO) metal oxide immobilized montmorillonite clay (ZnO-MMT) were synthesized for dye adsorption from aqueous solutions. Within the scope of the study, nanocomposite hydrogels were synthesized by the in situ free radical polymerization reaction with N, N-methylene bis-acrylamide (BAAm) crosslinker and initiator redox pair ammonium persulfate-sodium metabisulphite. Thus, a triple nanocomposite hydrogel was prepared by combining PAAm hydrogel, MMT clay, and ZnO metal oxide in a single material. The use of nanocomposite hydrogels that contains ZnO-MMT in different percentages in the removal of bromothymol blue from aqueous solutions was investigated. The results obtained from the adsorption tests are related to the morphological structures of the hydrogels and the distribution of clay layer in the nanocomposite hydrogel. The compressive mechanical strengths of neat PAAm and nanocomposite hydrogels in maximum swollen forms were also investigated. Mechanical strength, modulus and toughness values of nanocomposite hydrogels are increased compared to neat PAAm hydrogel. PAAm nanocomposite with 0.25 wt% ZnO-MMT adsorbs 1760% and 125% more dye, respectively, compared to neat ZnO-MMT clay and neat PAAm hydrogel, for a pH:6 and 30 ppm dye solution. The adsorption capacity value (k) obtained from the adsorption isotherms was found to be 300% higher for the same nanocomposite hydrogel adsorbent than the neat PAAm hydrogel. This result is based on the formation of much smaller and numerous pore structures in the nanocomposite hydrogels obtained with ZnO-MMT. This pore structure determined from secondary interactions caused by clay. In addition, it is possible that hydroxyl functional groups that are formed as a result of hydrolysis on the surface of ZnO metal and MMT clay surface may contribute to the adsorption of dye.
Benzer Tezler
- Lactobacillus coryniformis'ten izole edilen kitinaz enziminin çinko oksit (ZNO) nanopartikülüne immobilizasyonu ve sitophilus zeamais üzerine etkisinin araştırılması
The immobilization of chitinase enzyme isolated from Lactobacillus coryniformis on zinc oxi̇de (ZNO) nanoparti̇cle and its effect on sitophilus zeamais
SEVDA UÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
ZiraatAtatürk ÜniversitesiTarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESLİHAN DİKBAŞ
- Bacillus invictae ve Lactobacillus kefiri' den mannanaz ve fitaz enzimlerinin kısmi saflaştırılması ve karakterizasyonu
Partial purification and characterization of mannanase and phytase enzymes from Bacillus invictae and Lactobacillus kefiri
ŞEYMA ALIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
ZiraatAtatürk ÜniversitesiTarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESLİHAN DİKBAŞ
- Çinko oksit modifiye karbon pasta enzim elektrotla glukoz tayini
Determination of glucose with carbon paste enzyme electrodes modified zinc oxide
GÖZDE AYDOĞDU
- Kan ve beyin omurilik sıvısında immünoglobülin G tayinine yönelik protein A immünosensörünün geliştirilmesi ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Development and investigation of electrochemical properties of impedimetric protein A immunosensor for the detection of immunoglobulin G in blood and cerebrospinal fluid
SELİN GEREKCİ
- Development of Ca doped ZnO thin films for optical biosensors used in biomedical applications
Biyomedikal uygulamalarda kullanılan optik biyosensörler için Ca katkılı ZnO ince filmlerin geliştirilmesi
GAMZE SEKİCEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyoteknolojiGebze Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEHRA BANU BAHŞİ ORAL