Cr(VI) iyonu baskılanmış polimerin hazırlanması, karakterizasyonu ve seçiciliğinin araştırılması
Investigation, preparation, characterization and selectivity of Cr(VI) ion imprinted polymer
Yazar: MERVE ÖZTEKİN
Danışman: PROF. DR. GÜLAY BAYRAMOĞLU ; PROF. DR. BEKİR SALİH
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, yeni Cr(VI) iyon baskılı polimer (Cr(VI)-IIP) sentezlendi ve Cr(VI) iyonlarının sulu çözeltiden giderimi için seçici bir adsorban olarak kullanıldı. Bunun için fonksiyonel monomer olarak vinil imidazol (VIM) kullanıldı. Cr(VI) iyonu baskılı poli(vinil imidazol-ko-hidroksipropil metakrilat), poli(VIM-HPMA), partikülleri yığın polimerizasyonu yöntemi ile hazırlandı. Hazırlanan Cr(VI) iyon baskılı polimeri öğütülerek MIP partikülleri elde edildi ve iyon baskılanmış polimer partikülleri içerisinden şablon (baskılanan) iyonları tiyoüre içeren mineral asit kullanılarak çıkarıldı. Benzer şekilde, iyon baskılanmamış polimer (NIP) de aynı koşullar altında kromat iyonu ortamda olmadan hazırlandı. Çözelti pH'ı, başlangıç konsantrasyonu, sulu faz hacmi, sorbent dozajı, temas süresi ve liç çözelti hacimleri gibi çeşitli parametrelerin etkisi araştırıldı. IIP ve NIP materyallerinin karakterizasyonu için taramalı elektron mikroskopisi, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi spektroskopisi kullanılmıştır. Cr(VI) iyonları için deneysel koşulların adsorpsiyon hızı ve kapasitesi üzerindeki etkisi, iyon baskılama sistemi kullanılarak incelendi. IIP-2 ve NIP-2 ile Cr(VI) iyonları için gözlemlenen maksimum bağlama kapasitesi sırası ile, 191,4 ve 121,6 mg/g polimer olarak elde edilmiştir. İzoterm çalışmaları, adsorpsiyon denge verilerinin Langmuir adsorpsiyon izoterm modeli ile iyi oturduğunu ve ikinci dereceden kinetik modellerin iyon baskılı sistemle iyi tanımlandığını göstermiştir. Seçicilik çalışmaları, sentezlenen adsorbentin, farklı metal iyonların varlığında Cr(VI) iyonları için yüksek bir tek seçicilik sorpsiyonuna sahip olduğunu göstermiştir. Termodinamik çalışmalar adsorpsiyon sürecinin spontan olduğunu ortaya koymuştur.

Abstract:
In this study, a novel Cr(VI) ion imprinted polymer (Cr(VI)-IIP) was successfully synthesized and used as a selective adsorbent for the removal of Cr(VI) ions from aqueous solution. To this, vinyl imidazole (VIM) was used as functional monomer. The Cr(VI) ion imprinted poly(vinyl imidazole-co-hydroxpropyl methacrylate), poly(VIM-HPMA), particles were prepared by bulk polymerization. The Cr(VI) ion-imprinted polymer particles were grained from the bulk polymer, and the template ions were removed using thiourea in mineral acid. Similarly, the non-imprinted polymer (NIP) was also prepared under the same conditions without the chromate anion template. Various parameters, such as solution pH, initial concentration, aqueous phase volume, sorbent dosage, contact time and leaching solution volumes, were investigated. Scanning electron microscopy, Fourier Transform Infrared spectroscopy was used for the characterization of IIP and NIP materials. The effect of experimental conditions onto the adsorption rate and capacity for Cr(VI) ions were studied using the ion imprinting system. A maximum binding capacity was obtained 191,4 and 121,6 mg/g polymer for Cr(VI) ions using IIP-2 and NIP-2, respectively which was observed. Isotherm studies showed that the adsorption equilibrium data were fitted well with the Langmuir adsorption isotherm model and second order kinetics models were well described the ion imprinted system. The selectivity studies indicated that the synthesized sorbent had a high single selectivity sorption for the Cr(VI) ions in the presence of competing ions. Thermodynamic studies revealed that the adsorption process was spontneous.