Polielektrolit-alüminosilikat-hidrojel kompozitlerin sentezi, karakterizasyonu ve adsorban özelliklerinin araştırılması
The investigation of synthesis, characterization and adsorptive features of polyelectrolite-aluminosilicate-hydrogel composites
- Tez No: 732126
- Danışmanlar: PROF. DR. ULVİ ULUSOY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 202
Özet
Bu araştırmada bir polielektrolit kompleks olan CS-PA ve bunun PAAm-CS-PA, B-CS-PA ve PAAm-B-CS-PA kompozitleri; kitosan (CS), fitik asit (PA), bentonit (B) ve poliakrilamit (PAAm) kullanarak sentezlenmiştir. Kompozitler ve bileşenleri sıfır yük noktası (SYN), katyon değişim kapasitesi (KDK), Şişme Kinetiği, BET-Porozite, ATR-FTIR, SEM, EDX, TGA, XRD ve XPS teknikleriyle karakterize edilmiştir. Adsorban özellikler uranil (UO22+) ve metilen mavisi (MM+) için araştırılmıştır. Karakterizasyon sonuçları, kompozitlerin kendilerine özgü özelliklerin yanı sıra bileşenleri ile uyumlu özelliklere de sahip olduğunu kanıtlamıştır. Bulgulara göre, CS-PA polielektrolit kompleksi, CS'nin –NH3+ ile PA'nın –PO4- arasındaki iyonik kompleksi şeklinde oluşmuştur. CS-PA veya B-CS-PA yapıları, PAAm içeren kompozitler için PAAm içinde dispersiyon oluşturmuşlardır. PAAm-B-CS-PA'nın oluşum süreci sırasında, PAAm interkalasyonlu B yapısı oluşmuştur. Kompozitlerin adsorban özellikleri pH, derişim, zaman (kinetik), sıcaklık (termodinamik), iyonik şiddet etkisi, tekrar kullanılabilirlik ve seçicilik açısından incelenmiştir. UO22+ ve MM+ derişimleri spektrofotometrik yöntemle ölçülmüştür. Deneysel izotermlerin Langmuir, Freundlich, Sips, Dubinin-Radushkevich (D-R) ve Temkin modellerine uyumundan adsorpsiyon parametreleri türetilmiştir. Adsorpsiyon kinetiği, sözde bir ve ikinci derece, Langmuir kinetik ve Weber Morris modelleri ile değerlendirilmiştir. Adsorpsiyonun pH ile değişimi araştırması, adsorpsiyon miktarının her iki tür için de yaklaşık pHi=7'ye kadar artan pH ile arttığını göstermiştir. Deneysel UO22+ ve MM+ adsorpsiyon izotermleri Giles izotermlerinden L-tipe uyumlu olduğunu göstermiştir. CS-PA, PAAm-CS-PA, B-CS-PA ve PAAm-B-CS-PA'nın Langmuir adsorpsiyon kapasiteleri (XL), UO22+ için 0.19, 0.53, 0.26 ve 0.55 mol kg-1 ve MM+ için 0.11, 0.10, 0.21 ve 0.17 mol kg-1 sıralamasında bulunmuştur. Kinetik modelleme, adsorpsiyon kinetiğinin sözde ikinci derece ve Langmuir kinetik modellerle açıklanabileceği kanıtlamıştır. Sözde ikinci derece hız denklemine uyum ve Weber-Morris modelinden iki doğrusal bileşen elde edilmesi, adsorpsiyonun iyon değişimi/kompleks oluşumu ile gerçekleştiğini göstermiştir. Adsorpsiyon termodinamiği adsorpsiyonun endotermik (ΔH>0), entropi artışlı (ΔS>0) ve entropi kontrollü (TΔS>ΔH) olarak kendiliğinden (ΔG
Özet (Çeviri)
In this investigation, the polyelectrolyte complex of CS-PA and its composites of PAAm-CS-PA, B-CS-PA and PAAm-B-CS-PA were synthesized by using chitosan (CS), phytic acid (PA), bentonite and polyacrylamide (PAAm). The composites and its components were characterized by point of zero charge (PZC), cation change capacity (CEC), swelling kinetics, BET-Porosity, ATR-FTIR, SEM, EDX, TGA, XRD and XPS techniques. The adsorptive features were perused for uranyl (UO22+) and methylene blue (MM+). Characterization results proved that the composites had features coherent with their components besides that also inherent to the composites themselves. According to the findings, the CS-PA electrolyte complex was formed as an ionic complex between –NH3+ of CS and –PO4- of PA. CS-PA or B-CS-PA structures were in dispersion form in PAAm for PAAm containing composites. During the formation process of PAAm-B-CS-PA, the PAAm intercalated structure B was formed. The adsorptive properties were inspected in view of its dependency on pH, concentration, time, temperature, ionic intensity, reusability, and selectivity. Concentrations of UO22+ and MM+ were spectrophotometrically determined. Adsorption parameters were derived from the compatibility of experimentally obtained isotherms to the Langmuir, Freundlich, Sips, Dubinin-Radusshkevich, and Temkin models. The kinetics of adsorption was evaluated regarding the pseudo-first and second-order, Langmuir, and Weber-Morris models. The study of pH dependence of adsorption showed that the adsorption increased with increasing pH between pH=1-7 for both ions of interest. Experimentally obtained isotherms of UO22+ and MM+ were concordant with the L-type of Giles isotherms. Langmuir adsorption capacities of CS-PA, PAAm-CS-PA, B-CS-PA, and PAAm-B-CS-PA were 0.19, 0.53, 0.26, and 0.55 mol kg-1 for UO22+ and 0.11, 0.10, 0.21, and 0.17 mol kg-1 for MM+ in respective order. Kinetics modeling proved that the adsorption kinetics could be elucidated by pseudo-second-order and Langmuir models. The compatibility to the second-order kinetics, and the Weber-Morris profile that could be evaluated with two components showed that the adsorption process performed via ion exchange and/or complex formation for both adsorbates. Adsorption thermodynamics indicated that the adsorption process was endothermic (ΔH>0),increasing entropy (ΔS>0), and spontaneous (ΔGΔH). Adsorption energies derived from the D-R model as E
Benzer Tezler
- Use of gold nanoparticle containing poly (allylamine hydrochloride)/ poly (acrylic acid) multilayer films as sers substrates
Altın nanoparçacık içeren poli (allilamin hidroklorür)/ poli (akrilik asit) çok katmanlı filmlerin ygrs alttaşı olarak kullanılması
BİRSU KÖLEMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLAY ERTAŞ
YRD. DOÇ. DR. İREM EREL GÖKTEPE
- Layer by layer films for biomedical applications
Biyomedikal uygulamalar için katman katman filmler
ZEYNEP GÜNDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESRİN HASIRCI
YRD. DOÇ. DR. İREM EREL GÖKTEPE
- Piezoelectric properties of polyelectrolyte multilayer films
Çok katmanlı polielektrolit filmlerin piezoelektrik özellikleri
ÖZLEM SEVER
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKNUR BAYRAM
YRD. DOÇ. İREM EREL GÖKTEPE
- Metal sanayi atıksularının arıtımı ve bu atıksuların çevre üzerindeki etkilerinin araştırılması
The treatment of the metal industry wastewaters and investigation of their effects on the environment
MEHMET BURAK ER
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Çevre MühendisliğiGazi ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERİL AKIN
- İlaç salım sistemleri için LBL nano yapılı fonksiyonel filmlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of LBL nano structured functional films for drug release systems
DİLARA YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ