Sodyum vinilsülfonat grupları içeren hidrojellerin sentezi ve sulu çözeltiden parasetamolün adsorpsiyonunda kullanımı
Synthesis of hydrogels containing sodium vinylsulfonate groups and their use in removel of paracetamol from aqueous solution
Yazar: SEDA MELİS AKER
Danışman: PROF. DR. CEMAL ÖZEROĞLU
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fiziksel Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, merkaptosüksinik asit(MSA)-seryum(IV) sülfat(Ce(IV)) redoks çifti kullanarak etilendiamin tetraasetik asit tetrasodyum tuzu(EDTANa4) varlığında akrilamid(AAm)-sodyum vinilsülfonat(SVS) çapraz bağlı kopolimerleri (hidrojelleri)  sentezlendi. Polimerizasyon reaksiyonları oda sıcaklığında gerçekleştirildi ve N,N'-metilen bis(akrilamid)(MBAA) çapraz bağlayıcı olarak kullanıldı.
AAm, SVS ve MBAA değişik miktarlarını içeren sentezlenen AAm-SVS-MBAA hidrojellerinin şişme davranışları saf sudaki zamana bağlı olan değerleri ölçümleri ile araştırıldı ve şişme denge değerleri saptandı. Şişme hız parametreleri saf sudaki zamana bağlı şişme verileri kullanılarak hesaplandı. AAm-SVS-MBAA hidrojelinin kimyasal ve termal özellikleri FT-IR ve TGA ölçümleri ile karakterize edildi.
265,78 g H2O/g kuru jel şişme denge değerine sahip olan AAm-SVS-MBAA hidrojelde parasetamolün adsorpsiyon prosesinde kuru jel miktarı, parasetamol konsantrasyonu, sıcaklık ve adsorpsiyon süresi etkisi spektrofotometrik ölçümlerle incelendi. 
Konsantrasyona bağlı ölçümlerden elde edilen adsorpsiyon verilerinin Freundlich, Langmuir ve Dubinin-Radushkevich(D-R) izotermlerine uyumu analiz edildi. Serbest enerji değişimi D-R izotermi kullanılarak hesaplandı. Sulu çözeltiden parasetamolun AAm-SVS-MBAA hidrojeli üzerine adsorpsiyonu için termodinamik parametreler (∆H◦, ∆S◦ ve ∆G◦) saptandı. Elovich, fraksiyonel güç, yalancı birinci mertebe ve yalancı ikinci mertebe kinetik modeller gibi adsorpsiyon kinetik modelleri kullanılarak deneysel adsorpsiyon verileri analiz edildi. Parasetamolun AAm-SVS-MBAA hidrojeli üzerine adsorpsiyonu için yalancı ikinci mertebe kinetik modelin deneysel veriler ile yüksek bir korelasyon katsayısı (R2=0.999) sağladığı gözlendi.

Abstract:
In this study, acrylamide(AAm)-sodium vinylsulfonate(SVS) crosslinked copolymers (hydrogels) in the presence of ethylenediamine tetraecetic acid tetrasodium salt(EDTANa4) were synthesized by using mercaptosuccinic acid(MSA)-cerium(IV) sulfate eredox couple. Polymerization reactions were performed at room temperature and N,N'-methylene bis(acrylamide)(MBAA) was used as crosslinker.  
Swelling behaviors of synthesized AAm-SVS-MBAA hydrogels containing various amounts of AAm, SVS and MBAA were investigated.by measurements of swelling values depending on time in distilled water and equilibrium swelling values were determined. Swelling rate parameters in swelling kinetic equations were calculated by using time-dependent swelling data in distilled water. Chemical and thermal properties of AAm-SVS-MBAA hydrogel were characterized by FT-IR and TGA measurements.
The effects of dry hydrogel amount, paracetamol concentration, temperature and adsorption time were investigated by spectrophotometric measurements in the adsorption process of paracetamol on AAm-SVS-MBAA hydrogel which has 265,78 g H2O/g dry gel of equilibrium swelling value.
The fitting of adsorption data obtained from concentration dependent measurements to the Freundlich, Langmuir, and Dubinin-Radushkevich(D-R) isotherms was analyzed. Free energy change was calculated by using D-R isotherm. Thermodynamic parameters (∆H◦, ∆S◦ and ∆G◦) were determined fort he adsorption of paracetamol on AAm-SVS-MBAA hydrogel from aqueous solution. Experimental adsorption data were investigated by using adsorption kinetic models such as the Elovich, fractional power, psedo-first order and psedo-second order kinetic models. It was observed that psedo-second order kinetic model provided a high degree of correlation (R2=0.999) fort he adsorption of paracetamol on AAm-SVS-MBAA hydrogel.