Arsenik iyonlarının adsorpsiyonunda kullanılan poli(1-vinilimidazol) aşılanmış polimerik adsorbent hazırlanması
Preparation of poly(1-vinylimidazole) grafted polymeric adsorbent used in adsorption of arsenic ions
- Tez No: 650785
- Danışmanlar: PROF. DR. CENGİZ KAVAKLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Bu tez çalışmasında, tersiyer amin fonksiyonel gruplara sahip yeni polistiren esaslı anyon değiştirici (PS-VIM) adsorbent malzeme, 1-vinilimidazolün klorometil polistiren polimerik partiküller üzerine ATRP aşı polimerizasyonu reaksiyonu ile sentezlenmiştir. 1-vinilimidazol monomerinin klorometil polistiren polimerik partiküller üzerine aşılanma derecesi %83,65 olarak bulunmuştur. Polimerik adsorbent malzemenin yapısal ve morfolojik özellikleri FTIR, SEM ve EDX kullanılarak analiz edilmiştir. 1-vinilimidazol aşılanmış polistiren esaslı polimerik partiküllerin As(V) adsorpsiyon özellikleri incelenmiştir. Çözelti pH'ı, temas süresi, As(V) başlangıç derişimi, iyonik şiddet ve girişim yapan anyonların adsorpsiyon üzerindeki etkileri kesikli adsorpsiyon deneyleri ile 25 °C'da incelenmiştir. As(V) iyonlarının adsorpsiyonunun pH'a bağlı olduğu ve maksimum adsorpsiyonun pH 5,00'te gerçekleştiği tespit edilmiştir. Kinetik çalışmalar, As(V) iyonlarının PS-VIM polimerik partiküller üzerine gerçekleşen adsorpsiyon işleminin, yalancı ikinci dereceden reaksiyon modeline (R2=0,9902) uyduğunu göstermiştir. As(V) iyonları için PS-VIM adsorbentinin adsorpsiyon izoterminin Langmuir modeline uyduğu bulunmuştur. As(V) iyonlarının maksimum adsorpsiyon kapasitesi, Langmuir izoterminde pH 5,00'te 90,10 mg/g adsorbent olarak belirlenmiştir. Çözeltinin iyonik şiddetinin NaCl ile artması, As(V) iyonlarının adsorpsiyonunu etkilediğini göstermiştir. Adsorbent ve adsorbat arasındaki etkileşimin, elektrostatik etkileşim olduğu tespit edilmiştir. As(V) iyonlarının adsorpsiyonu, Cl-, NO3-, SO42- ve PO43- gibi girişim yapan iyonların varlığında incelenmiş ve SO42- iyonlarının As(V) iyonlarının adsorpsiyonunu önemli ölçüde etkilediği, ancak Cl- iyonlarının en az etkiye sahip olduğu bulunmuştur. On adsorpsiyon-desorpsiyon döngüsü, polimerik malzemenin, As(V) iyonlarının sulu çözeltiden verimli bir şekilde uzaklaştırılması için uygun olduğunu göstermiştir. Adsorbent olarak kullanılan PS-VIM polimerik partiküllerinin yüksek derişimlerde As(V) iyonları içeren çeşme sularından arsenik iyonlarını uzaklaştırdığı gösterilmiştir. Bu tez çalışmasında elde edilen sonuçlardan, PS-VIM polimerik partiküllerin As(V) iyonlarının sulu çözeltilerden uzaklaştırılması için etkili bir adsorbent malzeme olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the new polystyrene-based anion exchanger (PS-VIM) adsorbent material with tertiary amine functional groups was synthesized by ATRP graft polymerization reaction on chloromethyl polystyrene polymeric particles of 1-vinyl imidazole. The degree of grafting of the 1-vinylimidazole monomer on chloromethyl polystyrene polymeric particles was found to be 83,65%. Structural and morphological properties of polymeric adsorbent material were analyzed by using FTIR, SEM and EDX. As (V) adsorption properties of 1-vinylimidazole grafted polystyrene-based polymeric particles were investigated. Solution pH, contact time, As(V) initial concentration, ionic strength and effects of interfering anions on adsorption were investigated at 25 °C by batch adsorption experiments. It was found that adsorption of As(V) ions depends on pH and maximum adsorption occurs at pH 5,00. Kinetic studies have shown that the adsorption process of As(V) ions on PS-VIM polymeric particles fits to the pseudo second order reaction model (R2=0,9902). The adsorption isotherm of the PS-VIM adsorbent for As (V) ions was found to fit the Langmuir model. The maximum adsorption capacity of As(V) ions was determined as 90,10 mg/g adsorbent at pH 5,00 from Langmuir isotherm. Increasing the ionic strength of the solution with NaCl has been observed to affect the adsorption of As(V) ions. The interaction between adsorbent and adsorbate has been found to be electrostatic interaction. The adsorption of As(V) ions was examined in the presence of interfering ions such as Cl-, NO3-, SO42- and ve PO43-, and it was found that SO42- ions significantly affected the adsorption of As(V) ions, but Cl- ions had the least effect. Ten adsorption-desorption cycles have shown that the polymeric material is suitable for efficient removal of As(V) ions from the aqueous solution. PS-VIM polymeric particles used as adsorbents have been shown to remove arsenic ions from tap waters containing As(V) ions at high concentrations. From the results obtained in this thesis study, it was concluded that PS-VIM polymeric particles can be used as an effective adsorbent material for removing As(V) ions from aqueous solutions.
Benzer Tezler
- Arsenik ve selenyum iyonlarının adsorpsiyonunda kullanılan fonksiyonel polimerik adsorbent geliştirilmesi
Development of functional polymeric adsorbent for the adsorption of arsenic and selenium ions
SERHAD TİLKİ
- Evaluation of the effect of sodium dodecyl sulfate and sand on graphene for the removal of arsenic in contaminated waters
Kontamine sulardan arsenik uzaklaştırılmasında sodyum dodesil sülfat ve kumun grafen üzerindeki etkilerinin incelenmesi
BEATRIZ ELENA CORREA ARIAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. MOİZ ELNEKAVE
- Atık suların temizlenmesinde mineral kökenli atıklardan adsorbent geliştirilmesi
Development of mineral based adsorbent from waste materials for wastewater treatment
ÜNZİLE YENİAL
Doktora
Türkçe
2018
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiCevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLAY BULUT
- Atıksulardan çeşitli adsorbanlarla arsenik giderimi
Adsorptive removal of arsenic from wastewaters by various adsorbents
YAŞAR ANDELİB ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NURAN DEVECİ
- Arsenik ve selenyum ıyonlarının adsorpsiyonunda anyon değiştirici polimerik adsorbentlerin kullanımı
The use of anion exchange polymeric adsorbents in the adsorption of arsenic and selenium ions
BERK KUTLU