Aşı kopolimerizasyon ve modifikasyonla kenevir liflerinden hazırlanan biyoadsorbanlarla anyonik ve katyonik kirleticilerin giderilmesi
Removal of anionic and cationic pollutants with bioadsorbents prepared from hemp fibers by graft copolymerization and modification
- Tez No: 832918
- Danışmanlar: PROF. DR. RAMAZAN COŞKUN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yozgat Bozok Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 180
Özet
Bu çalışmada, kaynağını çevreden alan çevre dostu bir yaklaşım geliştirilmiştir. Adsorban ham maddesi olarak seçilen kenevir lifinin (KL) doğal polimerik bir malzeme olması, çalışmanın da bu doğal polimerin aşılanması ve modifikasyonunu ön plana çıkarması yenilikçi bir yaklaşımı da işaret etmektedir. Çalışmanın ilk kısmında, tedarik edilen kenevir lifi sülfürik asit (H2SO4) ile modifiye edilerek hazırlanan biyoadsorbanın katyonik kirleticiler olan Metilen mavisi (MB), Kristal violet (CV), Malaşit Green Oksalat (MGO) boyalarının sulu ortamdan uzaklaştırılmasında kullanılabilirliği araştırıldı. İkinci kısımda ise kenevir lifi önce Glisidilmetakrilat (GMA) ile aşılandı ve ardından Tetraetilenpentaamin (TEPA) ile modifiye edilerek yarı sentetik polimerik biyoadsorban hazırlandı. Hazırlanan aşılanmış modifiye biyoadsorbanın anyonik kirleticiler olan Remazol Brilliant Blue R (RBBR), Reaktif Red (RR120) ve Reaktif Yellow (RY160) boyalarının sulu ortamdan uzaklaştırılmasında kullanılabilirliği araştırıldı. Hazırlanan adsorbanlar (SKL ve [KL-aşı-GMA]-TEPA) çeşitli teknikler (SEM-EDX, STEM, FTIR, BET, XRD, TGA, Boehm Titrasyonu, pHpzc) kullanılarak detaylıca karakterize edildi. Kesikli yöntemle gerçekleştirilen adsorpsiyon çalışmalarında; adsorban miktarı, pH, süre, boya başlangıç derişimi ve sıcaklığın etkisi araştırıldı. Kinetik, izoterm ve termodinamik parametreler belirlendi. Sentetik deniz suyu ortamında da çalışmalar yapılarak ortamda bulunan farklı iyonların adsorpsiyona etkisi araştırıldı. Ayrıca desorpsiyon ve tekrar kullanılabilirlik çalışması da gerçekleştirildi. Çalışma bulgularından; hem katyonik hem de anyonik boyaların tamamı için adsorpsiyonun yalancı ikinci derece kinetik model (R2 > 0,99) ve Langmuir izoterm modeliyle (R2 > 0,99) daha uyumlu olduğu gözlendi. Langmuir modelinden, 298 K'de maksimum adsorpsiyon miktarları (qm); SKL üzerine MB, 500 mg/g, CV, 625 mg/g, MGO, 1250 mg/g ve [KL-aşı-GMA]-TEPA üzerine RBBR, 91,74 mg/g, RR120, 76,34 mg/g, RY160, 83,33 mg/g olarak belirlendi. Sıcaklık arttıkça adsorpsiyon kapasitesinin de arttığı gözlendi. Tüm boyalar için adsorpsiyon sürecinin endotermik ve istemli olduğu belirlendi. Sentetik deniz suyu ortamında dahi adsorpsiyon veriminin etkilenmemesi ve etkin bir tekrar kullanılabilirlik imkânı sayesinde SKL ve [KL-aşı-GMA]-TEPA'nın sırasıyla katyonik ve anyonik boyalar için kullanılabilecek oldukça etkin adsorbanlar olduğu görülmektedir. Ayrıca hem anyonik hem de katyonik boyar maddelerin su ortamından uzaklaştırılmasını içeren bu çalışma bütüncül bir yaklaşımı da beraberinde getirmektedir. Böylece su kirliliği ile mücadele gibi hayati bir uygulama alanına ve bilimsel literatüre ciddi bir katkı sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
In this study, an eco-friendly approach, which takes its source from the environment, has been developed. In addition, the fact that the hemp fiber (HF) chosen as the adsorbent raw material is a natural polymeric material and the focus on grafting and modification of this natural polymer in the study indicates an innovative approach. In the first part of the study, the usability of the bioadsorbent prepared by modifying the supplied hemp fiber with H2SO4 in the removal of cationic pollutants Methylene Blue (MB), Crystal Violet (CV), Malachite Green Oxalate (MGO) dyes from aqueous solution was investigated. In the second part, hemp fiber was first grafted with Glycidyl Methacrylate (GMA) and then modified with Tetraethylenepentaamine (TEPA) to prepare semi-synthetic polymeric bioadsorbent. The usability of the prepared grafted modified bioadsorbent in the removal of anionic pollutants Remazol Brilliant Blue R (RBBR), Reactive Red (RR120) and Reactive Yellow (RY160) dyes from aqueous media was investigated. Prepared adsorbents (SHF and TEPA-(GMA-g-HF)) were characterized in detail using various techniques (SEM-EDX, STEM, FTIR, BET, XRD, TGA, Boehm Titration, pHpzc). During the adsorption studies carried out with the batch method the effects of adsorbent amount, pH, time, dye initial concentration and temperature were investigated. Kinetic, isotherm and thermodynamic parameters were determined. The effects of different ions in the solution on adsorption were investigated by conducting studies in the synthetic seawater medium. In addition, desorption and reusability studies were also carried out. From the findings of the study; for both cationic and anionic dyes, the adsorption was observed to be more consistent with the pseudo-second order kinetic model (R2 > 0.99) and the Langmuir isotherm model (R2 > 0.99). From the Langmuir model, the maximum adsorption amounts (qm) at 298 K; MB onto SKL: 500 mg/g, CV: 625 mg/g, MGO: 1250 mg/g and onto TEPA-(GMA-g-HF) RBBR: 91.74 mg/g, RR120: 76.34 mg/g, RY160: 83.33 mg/g was determined. It was observed that the adsorption capacity increased as the temperature increased. It was determined that the adsorption process for all dyes was endothermic and spontaneous. SHF and TEPA-(GMA-g-HF) appear to be highly effective adsorbents that can be used for cationic and anionic dyes, respectively, thanks to the almost unaffected adsorption efficiency and effective reusability even in synthetic seawater environment. In addition, this study, which includes the removal of both anionic and cationic dyestuffs from the water environment, brings a holistic approach. Thus, a significant contribution has been made to a vital field of application such as the fight against water pollution and to the scientific literature.
Benzer Tezler
- Radyasyonla aşılama ve modifikasyonla hazırlanan polietilen (PE) esaslı ambalaj filmlerinin antimikrobiyal özellikleri
Antimicrobial properties of polyethylene (PE) based packaging films prepared by radiation-induced grafting and modification
OYA BAL
- Glisidil metakrilat ve p-fenilendiaminin poliakrilonitril lif yüzeylerine aşılanması ile yüzey özellikleri geliştirilmiş aşı kopolimer liflerin hazırlanması, karakterizasyonu ve bazı özelliklerinin incelenmesi
The preparation, characterization and investigation of some properties graft copolymer fibers with improved surface properties by grafting of glycdyl methacrylate and p-phenylenediamine onto polyacrylonitrile fibers
NİHAN SEVEN EROĞLU
- Poliakrilonitril liflerin kimyasal modifikasyonu ve modifiye edilmiş liflere gümüş parçacıkları çöktürülerek bazı özelliklerinin incelenmesi
Chemical modification of polyacrylonitrile fibers, deposition of silver particles on to the modified fibers and investigation of their some properties
ZEYNEP OKAY
- Aşı kopolimerizasyon yöntemi ile modifiye edilmiş protein liflerden biyokopolimer/ biyokompozit malzemelerin hazırlanması: manyetik, antimikrobiyal ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Preparation of biocopolymer/biocomposite materials from modified protein fibers by grafting copolymerization method: investigation of their magnetic, antimicrobial and mechanical properties
SEFA DİNÇER
- Macromolecular engineering by end group modifications
Uç grup modifikasyonları ile makromoleküler tasarımlar
YASEMİN YÜKSEL DURMAZ
Doktora
İngilizce
2009
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAĞCI
