Bazı ağır metal iyonlarının 4-vinil piridin ve 2-hidroksietilmetakrilat aşılanmış poli(etilen tereftalat) lifleri ile uzaklaştırılması
Removal of some heavy metal ions by 4-vinyl pyridine and 2-hydroxyethylmethacrylate grafted poly(ethyleneterephtalate) fibers
Yazar: METİN ARSLAN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA YİĞİTOĞLU
Kırıkkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Aşı kopolimerleşmesi = Graft copolymerization

Özet:
Bu çalısmada ilk olarak, benzoil peroksit (Bz2O2) baslatıcısı kullanılarakpoli(etilen tereftalat) (PET) lifler üzerine 4-Vinil piridin/2-hidroksietilmetakrilatmonomer karısımı sulu ortamda asılanmıstır (4-VP/HEMA-g-PET). PET liflerpolimerizasyon ortamına alınmadan önce dikloretan (DCE) içerisinde90°C'de 2 saat süre ile sisirilmistir. Asılama yüzdesinin polimerizasyonsüresi, sıcaklık, baslatıcı derisimi ve monomer karısım oranıyla degisimiincelenmistir. Optimum baslatıcı derisimi 8x10-3 mol/L bulunmustur.Maksimum asılama yüzdesi %280 olarak belirlenmistir. Optimum sıcaklık veasılama süresi sırasıyla 85°C ve 100 dakika bulunmustur. Asılama hızının 4-VP/HEMA karısım derisimine 1,5, Bz2O2 derisimine ise 0,3'üncü derecedenbaglı oldugu bulunmustur. Asılanmıs PET lifler, diferansiyel taramalıkalorimetresi (DSC), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve FTIRspektroskopisi ile karakterize edilmistir. Asılanmıs liflerin bazı özelliklerindekidegismeler örnegin su absorplama kapasitesi, intrinsik viskozite degerleri veçapları belirlenmistir.Reaktif lifler kullanılarak sulu çözeltiden Cr(VI), Cu(II) ve Cd(II)iyonlarının uzaklastırılması kesikli (batch) yöntem kullanılarak yapılmıstır.Reaktif liflerin metal iyonlarını adsorplama kapasitesi üzerine pH, ası yüzdesi,adsorpsiyon süresi, iyon derisimi ve adsorpsiyon sıcaklıgı gibi degisikparametrelerin etkileri arastırılmıstır. Ayrıca reaktif liflerin iyon seçiciligi dearastırılmıstır. Adsorplanan iyon miktarlarının Cr(VI)>Cd(II)>Cu(II) seklindeoldugu görülmüstür. Cr(VI) iyon derisimi 5 ppm'den 400 ppm'eyükseltildiginde yüzde uzaklastırma 99'dan 94'e düstügü görülmüstür.Asılanmıs PET liflerin pH 3 de Cr(VI)-Cu(II), Cr(VI)-Cd(II) ve Cr(VI)-Cu(II)-Cd(II) çözelti karısımlarında Cr(VI) iyonlarına karsı seçiciligi daha fazlaoldugu saptanmıstır.

Abstract:
In the study, firstly, Poly(ethylene terephthalate) (PET) fibers weregrafted with 4-vinyl pyridine and 2-hydroxyethylmethacrylate monomermixture using benzoyl peroxide (Bz2O2) as initiator in aqueous media (4-VP/HEMA-g-PET). PET fibers were swelled in dichloroethane (DCE) for 2 hat 90°C to promote the incorporation and the subsequent polymerization of 4-VP/HEMA onto PET fibers. Variations of graft yield with time, temperature,initiator concentration and monomer mixture ratio were investigated. Theoptimum initiator concentration was found to be 8x10-3 mol/L. The maximumgraft yield was obtained 280%. The optimum temperature and polymerizationtime was found to be 85°C and 100 min, respectively. The rate of graftingwas found to be proportional to the 1.5 and 0.3 powers of 4-VP/HEMA andBz2O2 concentrations, respectively. The grafted PET fibers werecharacterized by Differential Scanning Calorimeter (DSC), Scanning ElectronMicroscopy (SEM) and FTIR spectrophotometer. Further changes inproperties of grafted PET fibers such as water absorption capacity, intrinsicviscosity and diameter were determined.The removal of Cr(VI), Cu(II) and Cd(II) ions from aqueous solution bythe reactive fiber was examined by batch equilibration technique. Effects ofvarious parameters such as graft yield, pH, adsorption time, initial ionconcentration and adsorption temperature on the adsorption amount of metalions onto reactive fibers were investigated. The selectivity of the reactivefiber was also investigated. The results show that the adsorbed amounts ofmetal ions followed the order Cr(VI)>Cd(II)>Cu(II). Cr(VI) was removed by99% while the initial ions concentration was at 5 mg L-1 and by 94% at 400 mg L-1 by monomers mixture grafted PET fibers. The grafted fiber is more selective for Cr(VI) ions in the mixed solution of Cr(VI)-Cu(II), Cr(VI)-Cd(II)and Cr(VI)-Cu(II)-Cd(II) at pH 3.