Amino modifiye polietilen tereftalat (PET) nanofiberlerin hazırlanması ve atık su arıtma performanslarının araştırılması
Preparation of amino modified polyethylene terephthalate (PET) nanofibers and investigation of their waste water filtration performance
Yazar: YAŞAR CAN AYRA
Danışman: PROF. DR. MEMET VEZİR KAHRAMAN ; PROF. DR. BAHATTİN YALÇIN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Temiz suya erişebilirlik dünyanın her yerinde karşımıza çıkan önemli bir problemdir. Bu problemin başlıca sebepleri endüstriyel ve evsel atıklar ile hızlı kentleşmedir. Atık su parametrelerinin toksikolojik olarak en önemli etmeni anorganik kirleticiler olan ağır metallerdir. Ağır metaller, organik kirleticilerden farklı olarak biyobozunur değildirler ve biyokütle ile transferi oldukça hızlı olmaktadır.
Çevresel etkisi büyük olan bir diğer problem ise polimerik malzemelerin oluşturduğu atık kirliliğidir. Polietilen tereftalat çok yaygın olarak kullanılan bir poliesterdir. Son tüketici kullanımına bağlı olarak polietilen tereftalat polimerinden üretilen içme suyu şişeleri ciddi bir atık sorunu oluşturmaktadır. PET'in alışılagelmiş geri dönüşüm yöntemleriyle moleküler ağırlığının düştüğü, ekonomik olarak sınıf kaybettiği, ek sarf bileşene ve/veya ek enerji sarfiyatına ihtiyacı bilinen bir gerçektir. 
Bu çalışmada bu iki problemin beraber çözümü ile birlikte atık PET içme suyu şişelerinin yüksek katma değerli ürüne dönüştürülmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda hedef kirlilik olarak ağır metal kirleticileri belirlenmiş ve PET polimeri nanofiber eldesinden önce modifikasyon yöntemi kullanılarak polietilen imin ile modifiye edilmiştir. Süzme işlemi üretilen nanofiberlerin adi süzgeç kağıdının destek tabaka olarak kullanılmasıyla gerçekleştirilmiştir. 
Filtre performansları süzme öncesi ve sonrası çözelti örneklerinin İndüktif Olarak Eşleştirilmiş Plazma Kütle Spektrometresi ile analiz edilmesiyle belirlenmiş ve kıyaslanmıştır. Nanofiber morfolojisi Taramalı Elektron Mikroskobu görüntüleri ile incelenmiştir. Amino modifiye ve modifiye olmayan nanofiberlerin kimyasal yapıları Fourier Dönüşüm Kızılötesi Spektroskopisi ve Enerji Dağılımı Spektrometresi ile analiz edilmiştir. Nanofiber malzemenin ıslanabilirliği temas açısı ölçümü ile ortaya konulmuştur. Malzemelerin termal karakteri Termal Gravimetrik Analiz ile aydınlatılmıştır. Amino modifiye PET nanofiberlerin alüminyum, kurşun ve bakır metali tutuculuğunda yüksek kapasiteye sahip olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Clean water accessibility is a global problem that caused by rapid urbanization, industrial and domestic waste water. Inorganic contaminants such as heavy metals are the preeminent factor in toxicological perspective. Unlike organic contaminants, heavy metals are not biodegradable and they have an inevitable attribute like quite rapid biomass transfer.
Another problem with a huge environmental impact is the pollution caused by polymeric materials. Polyethylene terephthalate is a widely used polyester. PET water bottles, depending on the end use, constitute a serious waste problem. It is a well-known fact that conventional recycling methods for PET cause the reducing of molecular weight and loss of economical product grade. Also, these recycling methods depend on high energy consumption and/or additional chemical agents.
In this study, it was aimed to solve these environmental problems side by side, while waste PET water bottles are being converted into high value-added goods. Within this scope, heavy metal contaminants were chosen as the main problem to be solved and PET polymeric nanofiber was modified with polyethylene imine by pre-modification method. The filtration process was applied with the use of basic filter paper as a supporting layer.
The amount of heavy metal concentration in waste water were investigated by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry and compared before and after the filtration process. Nanofiber morphology investigated by Scanning Electron Microscope images.  Amino modified and unmodified nanofibers chemical properties analyzed by Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Energy Dispersive Spectroscopy. Nanofiber wettability performance detected by contact angle measurement. Thermal properties of nanofibers determined by Thermal Gravimetric Analysis. It was observed that amino modified nanofibers have a high capacity for aluminum, copper and lead metal uptake performance.