Geri Dön

Nanokompozit jellerin ağır metal iyonlarının uzaklaştırılmasında kullanımının incelenmesi

Investigation of the use of nanocomposite gels in the removal of heavy metal ions

PDF İndir

  1. Tez No: 705961
  2. Yazar: ŞEYMA ALTUN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SELVA ÇAVUŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 185

Özet

Tez çalışmamda poli(metakrilik asit) (PMAA) ve poli(metakrilik asit-ko-itakonik asit) (P(MAA-ko-IA)) hidrojellerinin sentezi çapraz bağlayıcı olarak N,N'-metilen bisakrilamid (MBA) ve başlatıcı olarak amonyum persülfat (APS) kullanılarak serbest radikal polimerizayonu yöntemi ile 60°C ve 24 saatte gerçekleştirilmiştir. Poli(metakrilik asit)/çok duvarlı karbon nanotüp (PMAA/MWCNT) ve poli(metakrilik asit-ko-itakonik asit)/ çok duvarlı karbon nanotüp (P(MAA-ko-IA)/MWCNT) nanokompozit hidrojelleri çapraz bağlayıcı olarak N,N'-metilen bisakrilamid (MBA), yüzey aktif madde olarak sodyum dodesil sülfat (SDS) ve başlatıcı olarak amonyum persülfat (APS) kullanılarak serbest radikal polimerizasyon yöntemi ile 60°C´de 24 saatte sentezlenmiştir. Poli(metakrilik asit)/foksiyonelleştirilmiş çok duvarlı karbon nanotüp (PMAA/F-MWCNT) ve poli(metakrilik asit-ko-itakonik asit)/ fonksiyonelleştirilmiş çok duvarlı karbon nanotüp (P(MAA-ko-IA)/F-MWCNT) nanokompozit hidrojelleri PMAA/MWCNT ve P(MAA-ko-IA)/MWCNT nanokompozit hidrojelleri ile SDS kullanmadan aynı yöntem ile hazırlanmıştır. Çok duvarlı karbon nanotüp 1:3 (v/v) oranında H2SO4/HNO3 asit karışımı kullanılarak fonksiyonelleştirilmiştir ve nanokompozit hidrojellerin hazırlanmasında kullanılmıştır. Hidrojeller ve nanokompozit hidrojellerin şişme kinetikleri, difüzyon mekanizmaları, farklı sıcaklıklardaki (15, 25, 35, 45, 60°C) ve farklı pH değerlerindeki (2.2, 5.3, 7.4, 10, 12.4) şişme davranışları ve sıfır yük noktası (pHpzc) incelenmiştir. PMAA, P(MAA90-ko-IA10), PMAA/MWCNT, P(MAA90-ko-IA10)/MWCNT, PMAA/F-MWCNT, P(MAA90-ko-IA10)/F-MWCNT hidrojelleri ve nanokompozit hidrojelleri kullanılarak Pb2+-Cu2+ metal iyonlarının kesikli metod ile rekabetli adsorpsiyon denemeleri gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla iyon tutma kapasiteleri ve farklı başlangıç konsantrasyonu gibi parametrelerin ağır metal iyonu uzaklaştırma prosesi üzerinde etkisi belirlenmiştir. Lagergren yalancı birinci dereceden kinetik modeli, yalancı ikinci dereceden kinetik modeli, partikül içi difüzyon, Langmuir izotermi ve Freundlich izotermi uygulanmış ve uygunlukları araştırılmıştır. Hidrojellerin, nanokompozit hidrojellerin, MWCNT ve F-MWCNT´nin karakterizasyon çalışmaları Fourier Dönüşümlü Kızıl Ötesi Spektrometresi (FT-IR), X Işınları Toz Difraktometresi (XRD), Termogravimetrik Analiz (TGA) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile gerçekleştirilmiştir. Metal iyonu uzaklaştırma denemelerinde metal iyon konsantrasyonları İndüktif Eşleşmiş Plazma Kütle Spektometresi (ICP-MS) kullanarak belirlenmiştir. Ağır metal tutmuş hidrojel ve nanokompozit hidrojeller de karakterize edilmiştir.

Özet (Çeviri)

In thesis study, synthesis of poly(methacrylic acid) (PMAA) and poly(methacrylic acid-co-itaconic acid) (PMAA-co-IA) hydrogels were performed by free radical polymerization method at 60 °C for 24 hour using N,N´-methylenebisacrylamide (MBA) as crosslinking agents and ammonium persulfate (APS) as initiator. Poly(methacrylic acid)/multiwalled carbon nanotube (PMAA/MWCNT) and poly(methacrylic acid-co-itaconic)/multiwalled carbon nanotube (P(MAA-co-IA)/MWCNT) nanocomposite hydrogels were synthesized by free radical polymerization at 60 °C for 24 hour using N,N´-methylenebisacrylamide (MBA) as crosslinking agents, sodium dodecyl sulfate (SDS) as surfactant and ammonium persulfate (APS) as initiator. Poly(methacrylic acid)/Functionalized multiwalled carbon nanotube (PMAA/F-MWCNT) and poly(methacrylic acid-co-itaconic)/Functionalized multiwalled carbon nanotube (P(MAA-co-IA)/F-MWCNT) nanocomposite hydrogels were prepared under the same procedure with PMAA/MWCNT and P(MAA-co-IA)/MWCNT wihout using SDS. Carbon nanotube was functionalized using acid mixture of H2SO4/HNO3 by 1:3 (v/v) ratio and were used preparing of nanocomposite hydrogels. Swelling kinetics, diffusion mechanisms, swelling behaviors at different temperature (15, 25, 35, 45, 60°C) and different pH values (2.2, 5.3, 7.4, 10, 12.4), and point of zero charge (pHpzc) of hydrogels and nanocomposite hydrogels were investigated. Competitive sorption experiments of Pb2+-Cu2+ metal ions by batch method were performed using PMAA, P(MAA90-co-IA10), PMAA/MWCNT, P(MAA90-co-IA10)/MWCNT, PMAA/F-MWCNT, P(MAA90-co-IA10)/F-MWCNT hydrogels and nanocomposite hydrogels. For this purpose, the effect of parameters such as ion retention capacities and different initial concentration on heavy metal removal process was determined. Lagergren pseudo first order, pseudo second order, intraparticle diffusion, Langmuir isoterm and Freundlich isoterm were applied and its fitting were investigated. Characterization studies of hydrogels, nanocomposite hydrogels, MWCNT and F-MWCNT were carried out by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), X-ray Diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TGA) and Scanning Electron Microscope (SEM). Metal ion concentration in the heavy metal removal experiments were determined using Inductively Coupled Plasma Mass Spectometry (ICP-MS). Heavy metal sorbed hydrogel and nanocomposite hydrogels were also characterized.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    546720

    Termal santrallerden elde edilen uçucu kül tabanlı nanopartiküllerin türlerinin belirlenmesi, yapısal karakterizasyonu ve termoplastik nanokompozit dolgu malzemesi olarak kullanım potansiyellerinin araştırılması

    Isolation and identification of oxide nanoparticles in fly ashes from Turkish thermal power plants and investigation of their potentials as fillers in polymeric nanocomposites

    KAAN BİTİRİM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Mühendislik BilimleriTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HATİCE DURAN DURMUŞ

  2. Tez No

    738077

    Charged functionalized semi-ipn nanocomposite materials with enhanced physico-chemical properties

    Gelişmiş fizikokimyasal özelliklere sahip fonksiyonel yarı-ıpn nanokompozit malzemeler

    KÜBRA KARA ERSOY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NERMİN ORAKDÖĞEN

  3. Tez No

    380522

    Polimer karışımları kullanılarak nanokompozit jellerin hazırlanması, karakterizasyonu ve biomedikal uygulamaları

    Preparation and characterization of nanocomposite gels using polymer blends and biomedical applications

    DARİUSH NİKJOO

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Kimyaİstanbul Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞE ZEHRA AROĞUZ

  4. Tez No

    312705

    Polimer esaslı nanokompozit jel sentezi ve biyo uygulanabilirliğin incelenmesi

    Synthesis of polymer nanocomposite gels and study of bio compatibility

    BURCU MEŞHUR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Polimer Bilim ve TeknolojisiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURSEL DİLSİZ

  5. Tez No

    540793

    Soft and smart nanocomposite gels responsive to environmental stimulus

    Çevresel uyarılara duyarlı yumuşak ve akıllı nanokompozit jeller

    BERİL TANÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NERMİN ORAKDÖĞEN

Geri Dön