Laktik asit izolasyonu için moleküler baskılama yöntemiyle hidrojel sentezi, karakterizasyonu ve uygulamaları
Synthesis and characterization of hydrogels for lactic acid isolation by molecular imprinting and their application
Yazar: SİNAN SAVAŞMAN
Danışman: PROF. DR. HİDAYET MAZI
Gaziantep Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, laktik asidin spesifik olarak ortamdan saflaştırılması için moleküler baskılı polimer sentezlenmesi, karakterizasyonu ve uygulamaları hedeflenmiştir. Bu amaçla N-hidroksimetil akrilamit, akrilamit ve vinil pirolidon monomerleri kullanılarak moleküler baskılı poli(N-hidroksimetil akrilamit-ko-akrilamit) ve poli(vinil pirolidon-ko-akrilamit) kopolimer hidrojeller sentezlendi. Sentezde, çapraz bağlayıcı olarak metilen bisakrilamit, başlatıcı olarak amonyum persülfat ve katalizör olarak da tetrametil etilendiamin kullanıldı. Sentezlenen kopolimer hidrojellerin karakterizasyonu yapıldıktan sonra, farklı derişimlerdeki laktik asit çözeltileriyle adsorpsiyon-desorpsiyon işlemleri yapıldı. Yapılan optimizasyon çalışmaları sonucunda hem adsorpsiyon hem de desorpsiyon için optimum süre 48 saat olarak belirlendi. Farklı laktik asit derişimleriyle yapılan adsorpsiyon çalışmalarından laktik asit derişimi arttıkça adsorplanan laktik asit miktarının arttığı ve adsorplanan su miktarının azaldığı görüldü. %40'lık laktik asit çözeltisiyle yapılan çalışmalarda, 20. adsorpsiyon çalışması neticesinde poli(N-hidroksimetil akrilamit-ko-akrilamit) kopolimerinin laktik asidin %90'ını ortamdan uzaklaştırabildiği, poli(vinil pirolidon-ko-akrilamit)'in ise yaklaşık %95'ini uzaklaştırabildiği belirlendi. %10'luk laktik asit çözeltileriyle yapılan tekrar kullanım çalışmalarından 20. tekrar kullanım neticesinde bile desorpsiyon oranının %90 civarında olduğu bulundu.

Abstract:
In this study, the synthesis, characterization and applications of molecularly imprinted polymers for specifically purifying lactic acid from the medium are aimed. For this purpose, molecularly imprinted poly(N-hydroxymethyl acrylamide-co-acrylamide) and poly(vinyl pyrrolidone-co-acrylamide) copolymer hydrogels were synthesized using N-hydroxymethyl acrylamide, acrylamide and vinyl pyrrolidone monomers. In the synthesis, methylene bisacrylamide was used as the cross-linker, ammonium persulfate was used as the initiator, and tetramethyl ethylenediamine was used as the catalyst. After the characterization of the synthesized copolymer hydrogels, adsorption-desorption processes were performed with lactic acid solutions at different concentrations. As a result of the optimization studies, the optimum time for both adsorption and desorption was determined as 48 hours. From the adsorption studies conducted with different lactic acid concentrations, it was seen that as the lactic acid concentration increased, the amount of adsorbed lactic acid increased and the amount of adsorbed water decreased. In studies conducted with 40% lactic acid solution, as a result of the 20th adsorption study, poly(N-hydroxymethyl acrylamide-ko-acrylamide) copolymer could remove 90% of the lactic acid from the medium, while poly(vinyl pyrrolidone-ko-acrylamide) could remove approximately 95% of the lactic acid. In reuse studies conducted with 10% lactic acid solutions, it was found that the desorption rate was around 90% even after the 20th reuse.