Poli (vinilalkol) bazlı manyetik hidrojellerin sentezi, kobalt tayini ve kadmiyum arıtım stratejilerinde kullanımı
Synthesis of poly(vinylalcohol) based magnetic hydrogels, its usage in cobalt determination and cadmium treatment strategies
- Tez No: 886544
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FATMA TURAK, PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Analitik Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Bu tez kapsamında poli(vinil alkol) bazlı manyetik hidrojeller (PVA-MH) sentezlenerek eser seviyelerde kobalt ve kadmiyum iyonlarının ekstraksiyonu ve giderimi için yenilikçi analitik prosedürler geliştirilmesi amacıyla ilk kez kullanılmıştır. PVA-MH laboratuvarda kolay, hızlı ve uygun maliyetli bir şekilde sentezlenmiş ve her iki çalışmada da adsorban malzeme olarak kullanılmıştır. Sentezlenen hidrojellerin yapısı ve morfolojisi, taramalı elektron mikroskobu ve Fourier dönüşümü kızılötesi spektrometresi kullanılarak doğrulanmıştır. Tez kapsamında yapılan ilk çalışmada, kobalt iyonlarının papatya çayı ekstraktlarından zenginleştirilmesi/ayırılması için PVA-MH esaslı dağıtıcı katı faz ekstraksiyon (DKFE) yöntemi geliştirilmiş ve yöntem alevli atomik absorpsiyon spektroskopisi (AAAS) sistemi ile birleştirilmiştir. Ekstraksiyon performansını etkileyen çeşitli deneysel değişkenler, tek değişkenli optimizasyon yöntemi kullanılarak doğrulanmıştır. Belirlenen optimum deney koşullarında, gözlenebilme limiti (GL) ve tayin limiti (TL) değerleri sırasıyla 4.2 µg/L ve 14.1 µg/L olarak kaydedilmiştir. Sistemin tespit gücündeki artış, geleneksel AAAS sisteminin GL değerine kıyasla 57.8 kat artış göstermiştir. Önerilen yöntemin doğruluğu ve güvenilirliği papatya çayı ekstraktları kullanılarak değerlendirilmiştir. Matris eşleştirme kalibrasyon stratejisi kullanılarak %85.7 ile %113.8 arasında kabul edilebilir geri kazanım sonuçları hesaplanmıştır. Bu, önerilen yöntemin, papatya çayı da dahil olmak üzere birçok çay numunesinin analizi için uygulanabilir ve umut verici olduğu doğrulamıştır. Tezin ikinci bölümünde sentetik evsel atıksulardan kadmiyum iyonlarının uzaklaştırılması için PVA-MH esaslı bir arıtma stratejisi geliştirilmiştir. Önerilen yöntem, kadmiyum iyonlarının tespiti ve tayini için AAAS sistemi ile birleştirilmiştir. Adsorpsiyon kapasitesini etkileyen operasyonel faktörleri (tampon çözelti hacmi ve pH, adsorban miktarı ve karıştırma süresi) değerlendirmek için tek değişkenli optimizasyon yaklaşımı kullanılmıştır. Adsorpsiyon denge süreci üç parametreli Sips modeli ile değerlendirilmiş ve sonuçların 0.9876 R2 değeri ile deneysel verilerle uyumlu olduğu belirlenmiştir. Ek olarak, sorpsiyon kinetiği, pseudo ikinci dereceden kinetik modelle uyumludur. Kadmiyumun hidrojel yüzeyine adsorpsiyonu için hem tek tabakalı adsorpsiyonun hem de çok bölgeli etkileşimlerin etkili olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca, PVA-MH şişme özelliklerinin adsorpsiyon mekanizması üzerinde etkisinin düşük olduğu tespit edilmiştir. Bulgular, geliştirilen stratejinin atıksu örneklerinden kadmiyumun giderilmesi için başarılı ve etkili bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Within the scope of this thesis, poly(vinyl alcohol)-based magnetic hydrogel (PVA-MH) was synthesized and used for the first time to develop innovative analytical procedures for the extraction and removal of trace levels of cobalt and cadmium ions. PVA-MH was easily, quickly, and affordably synthesized in the laboratory and used as an adsorbent material in both studies. The structure and morphology of the synthesized hydrogels were verified using scanning electron microscopy and Fourier transform infrared spectrometry. In the first study conducted within the scope of the thesis, a PVA-MH based dispersive solid phase extraction (DSPE) method was developed to enrich/separate cobalt ions from chamomile tea extracts, and the method was combined with flame atomic absorption spectroscopy (FAAS) system. Various experimental variables affecting the extraction performance were confirmed using the univariate optimization method. Under the determined optimum experimental conditions, the limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) values were recorded as 4.2 µg/L and 14.1 µg/L, respectively. The enhancement of detection power was increased by a 57.8-fold increase compared to the LOD value of the conventional FAAS system. The accuracy and reliability of the proposed method were evaluated using chamomile tea extracts. The acceptable recovery results between 85.7 and 113.8% were obtained using the matrix matching calibration strategy. This confirmed that the recommended method is applicable and promising for the analysis of several tea samples including chamomile tea. In the second part of the thesis, a PVA-MH based treatment strategy was developed to remove cadmium ions from synthetic domestic wastewater. The proposed method was combined with the FAAS system for the detection and determination of cadmium ions. A univariate optimization approach was used to evaluate the operational factors affecting the adsorption capacity (buffer solution volume and pH, adsorbent amount and mixing time). The adsorption equilibrium process was evaluated with a three-parameter Sips model, and the results were determined to be compatible with the experimental data with an R2 value of 0.9876. Moreover, the sorption kinetics are consistent with the pseudo-second-order kinetic model. It was concluded that both monolayer adsorption and multisite interactions govern the adsorption of cadmium to the hydrogel surface. Additionally, PVA-MH swelling properties have a low impact on the adsorption mechanism. The findings showed that the developed strategy could be used successfully and effectively to remove cadmium from wastewater samples.
Benzer Tezler
- Yeni bir hidrojen peroksit sensörünün geliştirilmesi: Fotoaktif poli (vinil alkol) varlığında ın-sıtu hazırlanan agnp'lerin ve aunp'lerin SPR bantlarının kullanımı
Development of a new hydrogen peroxide sensor; usage of SPR bands of in -situ agnps and aunps in the presence of photoactive poly(vinyl alcohol)
EZGİ NUR BALCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERAL AYDIN
PROF. DR. NERGİS ARSU
- Biopolyester / natural polymer blends for biomedical applications
Biyomedikal uygulamalar için biyopoliester / doğal polimer harmanları
CANSU ÜLKER TURAN
Doktora
İngilizce
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- Synthesis of poly(vinyl pyrrolidone-B-vinyl alcohol) double hydrophilic block copolymers for direct preparation of core-shell magnetic nanoparticles
Çekirdek-kabuk manyetik nanotaneciklerin hazırlanması için poli(vinil pirolidon-B-vinil alkol) çifte hidrofilik blok kopolimer sentezi
GÜLCE ÖNGÖR
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BÜNYAMİN KARAGÖZ
- Interaction of Poly(vinyl alcohol) and chitosan coated iron oxide nanoparticles with cell membrane models
Poli(vinil alkol) ve kitosan kaplı demir oksit nano parçacıklarının hücre zarı modelleri ile etkileşimleri
ARİFE KUŞBAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA NEŞE KÖK
DOÇ. DR. SEVİM İŞÇİ TURUTOĞLU
- Poli(Vinil Alkol) esaslı metal oksit nanokompozit membranlar hazırlanarak aseton/su karışımlarının ayrılması
Separation of acetone/water mixtures by preparing poly(Vinyl Alcohol) based metal oxide nanocomposite membranes
MERVE OLUKMAN