Polymerized high internal phase emulsion based adsorbents for efficient dye removal
Yüksek iç faz emülsiyon yöntemiyle hazırlanan adsorbentlerle etkin boya giderimi
- Tez No: 676750
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERDEM YAVUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Su, insanoğlunun tartışmasız en önemli kaynaklarından biri olan dünya yüzeyinin yaklaşık dörtte üçünü kaplar. İmalat ve nihai ürünler gibi endüstriyel süreçler, suyu yaygın olarak tüketir ve bu da su kaynaklarının tutulması ve tedarik edilmesinin önem düzeyini artırır. Araştırmalar, suyun tek kullanımlık plastikler ve su kaynaklarını bir zehir havuzuna dönüştüren kimyasal atıklar gibi çeşitli kirleticilerle dolu olduğunu gösteriyor. Bu kirliliğin neredeyse yüzde 20'si tekstil boyama endüstrisi tarafından meydana geliyor ve bu da onu ikinci en büyük su kirlilik kaynağı haline getiriyor [1] .Boyama işlemi nedeniyle su altında yaşamı tehdit eden birçok tehlikeli kimyasal açığa çıkar. Boyama işlemleri ayrıca toprak alanlarının tahrip olmasına ve içilebilir su kaynaklarının kirlenmesine yol açmaktadır. Bu nedenle, boyalı tekstillerin çevre üzerindeki etkilerinin istatistiksel verileri yadsınamaz ve çevre düzenlemeleri kapsamında durumu ortaya koyan birçok rapor yayınlanmıştır. Örneğin boyama işleminden çıkan kirli su miktarı 40.000 – 50.000 ton arasındadır [2]. Buna bağlı olarak çok sayıda kirlilik sorununa yol açan kirlilik oranı da aynı şekilde artmaktadır. Metilen Mavisi (C16H18N3SC), çoğunlukla pamuk, yün ve ipek boyamak için kullanılan, moleküler ağırlığı 373,9 g olan heterosiklik aromatik bir kimyasal bileşiktir. Oda sıcaklığında katı, kokusuz ve görünümü koyu yeşil olan bir toz özelliği gösterir. Metilen mavisinin suda çözünmesi mavi bir çözelti oluşturur. Metilen mavisinin kompleks aromatik yapılarına sahip olması, ortamda çok uzun süre kalarak bozulmaya karşı direnç sonuçlarına neden olur.Bu tezde asidik fonksiyonel, yüksek yüzey alanlı gözenekli adsorbanlar elde etmek için emülsiyon şablonlu yöntem olarak yüksek iç fazlı emülsiyonlar (HIPE) kullanılmıştır. Bu emülsiyon sistemi polimerleştirildi ve elde edilen açık gözenekli malzeme (poliHIPE), metilen mavisi için bir adsorban olarak kullanıldı. Malzemeyi karakterize etmek için SEM, XPS, FT-IR ve analitik yöntemler başarıyla kullanıldı. Çapraz bağlı yüksek oranda gözenekli adsorban, katyonik boya metilen mavisi için yüksek adsorpsiyon kapasitesi ve hızlı alım gösterdi. Metilen mavisi için karşılaştırmalı adsorpsiyon kinetiği, çapraz bağlanma yoluyla bu polimerlerin varyantları kullanılarak incelendi. Bu polimerler, hiper çapraz bağlanmamış asit fonksiyonel polimer için PHP-COOH, 15 dakika ile hazırlanan polimer için HXL- 15min-PHP-COOH ile temsil edildi. 60 dakika ile hazırlanan polimer için hiper çapraz bağlama reaksiyonu ve HXL-60min-PHP-COOH. hiper çapraz bağlama reaksiyonu. Hiper çapraz bağlama yöntemi, yüksek yüzey alanlı polimerlerin hazırlanmasına izin verdi ve optimum çapraz bağlama, karşılaştırmalı boya adsorpsiyon deneyleriyle belirlendi. HXL-15min-PHP-COOH'nin metilen mavisi için daha iyi adsorpsiyon performansı gösterdiği belirlendi. HXL-15min-PHP-COOH üzerinde boya adsorpsiyonunda pH, iyonik kuvvet, ilk boya konsantrasyonu, katı/sıvı oranının etkisi incelenmiştir. Hiper çapraz bağlı poliHIPE, bu malzemelerin bir avantajı olan asit muamelesi ile desorpsiyondan sonra da tekrar kullanılabilir. Maks. adsorbanın adsorpsiyon kapasitesi metilen mavisi için 450 mg/g olarak bulunmuştur. Bu gözlemler sonucunda hiper çapraz bağlı asit fonksiyonel poliHIPE adsorbanının metilen mavisi için adsorban olarak kullanılmaya çok iyi bir aday olduğu sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
The water covers nearly three-fourths of the earth's surface, which is indisputably one of the major resources for human beings. Industrial processes, such as manufacturing and end-products, consume water widely which increase the importance level of holding and supplying of the water sources. Research show that water is occupied with varied types of pollutants as single-use plastics and chemical waste which turns water resources into a pool of poison. Almost 20 percent of that pollution is occurred by textile dyeing industry which makes it the second-largest pollution source of water.[1] Because of the dyeing process, many hazardous chemicals are released through the water that threatens the life underwater. Dyeing operations also lead to the devastation of soil areas and the contamination of drinkable water sources. Therefore, the statistical data of dyed textiles' impact on the environment is undeniable and there have been several reports published under the environmental regulations that reveal the situation. For instance, the amount of the contaminated water that released from dyeing process is between 40,000 – 50,000 tons.[2] Accordingly, the pollution rate that leads plenty number of pollution problems also increases in the same way. Methylene Blue (C16H18N3SC) is a heterocyclic aromatic chemical compound with molecular weight 373.9 g which is used mostly for dyeing cotton, wool, and silk. It shows characteristics of a powder which is solid, odorless and its appearance is dark green at room temperature. Dissolution of the methylene blue in water creates a blue solution. Having complex aromatic structures of methylene blue cause resistance to degrade results with being exist in environment for a very long time. In this thesis to obtain acidic functional, high-surface-area porous adsorbents, high internal phase emulsions (HIPE) was used as emulsion templated method. This emulsion system was polymerized and resulted open-porous material (polyHIPE) was used as an adsorbent for methylene blue. To characterize the material SEM, XPS, FT-IR and analytical methods were successfully used. Crosslinked highly porous adsorbent showed high adsorption capacity and fast uptake for cationic dye methylene blue. Comparative adsorption kinetics for methylene blue was studided using the variants of these polymers by crosslinking. These polymers were represented by PHP-COOH for unhypercrosslinked acid functional polymer, HXL- 15min-PHP-COOH for the polymer prepared by 15 min. hypercrosslinking reaction and HXL-60min-PHP-COOH for the polymer prepared by 60 min. hypercrosslinking reaction. The hypercrosslinking method allowed to prepare highsurface- area polymers and the optimum crosslinking was determined through comparative dye adsorption experiments. It was determined that HXL-15min-PHPCOOH showed the better adsortion performance for methylene blue. The effect of pH, ionic strength, initial dye concentraion, solid/liquid ratio on dye adsorption on HXL-15min-PHP-COOH were studied. The hypercrosslinked polyHIPE can also be re-used after desorption with acid treatment which is an advantage of these materials. Max. adsorption capacity of the adsorbent was found as 450 mg/g for methylene blue. As a result of these observations, it was concluded that the hypercrosslinked acid functional polyHIPE adsorbent is a very good candidate to be used as an adsorbent for methylene blue.
Benzer Tezler
- Hierarchically porous high surface area polymers with interconnected pores for fast and selective albumin adsorption
Hızlı ve seçici albümin adsorpsiyonu için hiyerarşik ve birbirine bağlı gözenek yapısına sahip olan yüksek yüzey alanlı polimerler
MERVE SÜSLÜKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDEM YAVUZ
- Modifiye edilmiş manyetik nanopartiküller içeren polihıpe kompozitlerin hazırlanması ve ısıl enerji depolama uygulamaları
Preparation of polyhipe composites containing modified magnetic nanoparticles and thermal energy storage applications
GÜRKAN CAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiYalova ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HATİCE HANDE MERT
- Poliester esaslı, çapraz bağlı, gözenekli yapı içeren poliHIPE malzemelerin sentezi, modifikasyonu ve karakterizasyonu
Synthesis, modification and characterisation of polyester based cross linked porous polyHIPE materials
EMİNE HİLAL MERT
Doktora
Türkçe
2010
Polimer Bilim ve TeknolojisiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN YILDIRIM
- Poliester-esaslı makrogözenekli köpüklerden açık-hücresel yapılı karbonların hazırlanması ve ısıl enerji depolamada kullanılması
Preparation of open-cellular carbons from polyesterbased macroporous foams and their use in thermal energy storage
SENA NUR YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE HİLAL MERT
- Development and characterization of surface-modified emulsion templated scaffolds for tissue engineering applications
Doku mühendisliği uygulamalari için yüzey modifikasyonu uygulanmiş, emülsiyon şablonlama yöntemi ile üretilmiş iskelelerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
MEHMET KOCAGÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BETÜL ALDEMİR DİKİCİ
PROF. DR. ESMA VOLGA BULMUŞ ZAREIE