Ünye bentonitin naproksen ve pyronin Y ile etkileşmelerinin XRD, FTIR, UV-GÖR, BET, termik analiz ve floresans teknikleri yardımıyla aydınlatılması
The characterization of interactions of unye bentonite with naproxen and pyronine Y using XRD, FTIR, UV-VIS, BET, thermal analysis and fluorescence techniques
Yazar: NURAY YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. AHMET TABAK
Rize Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Agregasyon = Aggregation ; Bentonit = Bentonite ; Kızılötesi spektroskopi = Infrared spectroscopy ; Naproksen = Naproxen ; Termal analiz = Thermal analysis ; X ışını kırınımı = X ray diffraction

Özet:
Bu çalışmada, Ünye Bentonit ile bir ilaç etken maddesi olan Naproksen ve lazer boyası olarak kullanılan Pyronin Y moleküllerinin etkileştirilmesiyle sentezlenen kompositlerin termal kararlılık ve yapısal özellikleri X-ışınları toz kırınım (XRD), termal analiz (TG/DTA/DSC), Fourier Transform Infrared (FTIR), yüzey alanı ölçüm teknikleri kullanılarak incelendi.Ana bileşeni Ca-montmorillonit olan ham Ünye bentonitinin d001 temel boşluğu 15,33 Å olarak belirlendi. Ham Ünye Bentonitin iç tabaka boşluğuna Naproksen ve Pyronin moleküllerinin yerleşmesiyle hazırlanan N-Bentonit ve PyY-Bentonitin temel boşlukları ise sırasıyla 24,12 Å ve 18,13 Å değerlerine arttı. Ham Ünye bentonitin TG eğrisinde 30-200 °C sıcaklık aralığında toplam %10,72'lik kütle kaybı adsorbe ve tabakalar arası katyona bağlı suların uzaklaşmasına karşılık gelir. 200-750 °C sıcaklık aralığında ise yapısal hidroksil grupları ve kil dışı bileşenler uzaklaşmaktadır (%3,99'luk kütle kaybı). Ham Ünye Bentonitten farklı olarak, 200-750 °C sıcaklık aralığında N-bentonitte %10,24'lük ve PyY-bentonit kompositinde ise % 5,6'lik kütle kaybı gözlenmektedir. Ham Ünye Bentonitin IR spektrumunda, 3600-3200 cm-1 aralığında yapısal OH gerilme titreşimleri, 1200-900 cm-1 aralığında Si-O gerilme bandları ve 750-400 cm-1 aralığında ise eğilme pikleri yer almaktadır. N-bentonit ve PyY-bentonitin IR spekturumlarında ise 1650-1460 cm-1 aralığında aromatik halkanın C=C iskelet gerilme pikleri, 1460-1360 cm-1 aralığında ise alkil gruplarının C-H eğilme pikleri açık bir şekilde gözlenmektedir. Aynı zamanda N-bentonitin IR spektrumunda antisimetrik ve simetrik COO- gerilme; PyY-bentonitin IR spekturumunda ise 1594 cm-1'de C=N gerilme ve 1286 cm-1'de C-O-C asimetrik gerilme pikleri tespit edildi. Naproksen molekülünün N-Bentonit kompositinden farklı pH değerlerinde desorpsiyonu, ilaç salınımının yüksek pH değerlerinde çok, düşük pH değerlerinde ise daha az olduğunu gösterdi. Ünye bentonit kullanılarak sulu çözeltiden PyY'nin adsorpsiyonu, adsorpsiyon prosesi üzerine sıcaklığın, pH, iyonik kuvvet ve kil miktarı etkisi dikkate alınarak incelendi. Adsorpsiyon verileri Freundlich modeline iyi bir şekilde uydu ve aynı zamanda 25-45 °C sıcaklık aralığında gözlemlenen negatif ?G (serbest enerji değişimi) değerleri PyY adsorpsiyonun termodinamik olarak mümkün olan bir proses olduğuna işaret etti. Kil-boya süspansiyonlarından elde edilen PyY sulu çözeltilerinin UV-görünür spektrumlarında yeni bir H- agregat bandı gözlendi. İşlem görmemiş PyY nin sulu çözeltilerine kıyasla kil boya sistemlerinin floresans şiddeti ve uyarılmış seviyede kalma sürelerinin daha az olduğu belirlendi.

Abstract:
In this study, the thermal stabilities and structural properties of the composites which were synthesized by treating Naproxen and Pyronin Y molecules used as drug active agent and lazer dye, respectively, with Ünye bentonite were investigated by using X-ray diffraction (XRD), thermal analysis (TG/DTA/DSC), Fourier Transform Infrared (FTIR), and specific surface area measurement (BET) techniques.The d001 basal spacing value of Ünye Bentonite with major Ca-montmorillonite was determined as 15.33 Å. The basal spacing values of the N- and the Py-Y-bentonite which was prepared by penetrating of Naproxen and Py-Y molecules into interlayer space of bentonite were increased to 24.12 Å and 18.13 Å, respectively. The 10.72 % of the total mass loss on the TG curve of untreated Ünye Bentonite between 30-200 °C temperature range was attributed to removal of adsorbed and cations-coordinated waters. In the range of 200-750 °C, the structural OH groups and the external clay components remove (mass loss =3.99 %). In the temperature range 200-750 °C, different from untreated Ünye bentonite, %10.24 and % 5.6 of mass losses for N- and Py-Y bentonites, respectively, are observed. In the spectrum of untreated Ünye bentonite, the structural OH stretching vibrations in the region 3600-3200 cm-1, the Si-O stertching bands in the range 1200-900 cm-1 and bending peaks within the range 750-450 cm-1 are located. In the case of N- and PyY-bentonites, the C=C skeleton stretching peaks of aromatic ring in the range 1650-1460 cm-1 and the C-H bending peaks of alkyl groups in the region 1460-1360 cm-1 are clearly observed. The asymmetric and symmetric OCO- stretching peaks at 1607 and 1390 cm-1 for N-bentonite , respectively and, the C=N and C-O-C asymmetric stretching peaks at 1594 and 1286 cm-1 in the IR spectrum of PyY-bentonite were also determined. The desorption of Naproxen molecule from the N-bentonite sample at different pH values showed that the amount of drug release at higher pH values was higher than that at lower pH values.The adsorption of PyY from aqueous solutions using Ünye Bentonite was investigated with particular reference to the effects of temperature, pH, ionic strength and clay amount on adsorption process. The adsorption data fitted well the Freundlich model and also the negative ?G (free energy change) values observed in the temperature range 25-45 °C pointed out that the adsorption of PyY is a thermodynamically feasible process. A new H-aggregate band in the UV-Visible spectra of PyY aqueous solutions obtained from clay-dye suspensions was observed. The lower fluorescence intensity and life time in the excited state of clay-dye systems comparing to untreated PyY aqueous solutions were determined.