Poli(2,5-dimetoksi-2,5-dihidrofuran)'ın modifikasyonu ve metilen mavisi adsorplama özelliklerinin incelenmesi
Modification of poly(2,5-dimethoxy-2,5-dihydrofuran) and characterization of methylene blue adsorption
Yazar: YAĞMUR KIRAĞ
Danışman: PROF. DR. ZEKİ ÖKTEM
Kırıkkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada bir tekstil boyası olan metilen mavisinin, MM, poli(2,5-dimetoksi-2,5-dihidrofuran), pDMHF, ve modifiye pDMHF'ler kullanılarak sulu çözeltilerden adsorpsiyon yöntemiyle uzaklaştırılması araştırılmış ve adsorpsiyonların kinetik parametreleri ile adsorpsiyon izoterm modellerine uygunlukları incelenmiştir.
pDMHF, cis,trans-2,5-dimetoksi-2,5-dihidrofuran'ın, DMHF, dioksan içerisinde SnCI4 ile polimerleştirilmesiyle elde edilmiştir. pDMHF NaOH ve 2-aminotiazol ile modifiye edilmiştir. Polimerlerin yapısal analizleri FT-IR spektroskopisi ile yüzey özellikleri ise Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile belirlenmiştir.
pDMHF ve modifiye pDMHF'ler üzerine metilen mavisi adsorpsiyonuna pH, metilen mavisi derişimi, adsorpsiyon süresi ve sıcaklığın etkilerini belirlemek üzere Kesikli (Batch) yöntem ile adsorpsiyonlar gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar adsorpsiyonların 2. dereceden tepkime kinetiğine ve Langmuir ve Dubinin-Radushkevich izotermlerine uyduklarını göstermiştir. Adsorpsiyonlarda hız belirleme basamağının sıvı film difüzyon basamağı olduğu ve adsorpsiyonların istemli ve fiziksel bağlanma ile gerçekleştiği bulunmuştur.pDMHF ve NaOH/pDMHF üzerine maksimum metilen mavisi adsorpsiyonu pH 10.0'da gerçekleşirken AT/pDMHF için bu değer 12.0
olarak belirlenmiştir. Maksimum denge adsorpsiyon kapasitesi pDMHF ve NaOH/pDMHF için sırasıyla 285.0 ve 631.0 mg MM.(g polimer)-1, AT/pDMHF için ise 462.0 mg MM.(g AT/pDMHF)-1 olarak bulunmuştur.
Desorpsiyon çalışmaları metilen mavisi adsorplamış polimerler ile gerçekleştirilmiştir. pDMHF'nin etanol, aseton ve HCl çözeltileri içerisinde gerçekleştirilen desorpsiyonlarından tekrarlanabilir sonuçlar elde edilememiştir. NaOH/pDMHF'nin 0.1 M HCl:Aseton ve 0.1 M HCl:Etanol çözeltileri içerisinde gerçekleştirilen desorpsiyonlarında ise polimerin nötralizasyonu sonucunda metilen mavisini adsorplama kapasitesinin her adsorpsiyon-desorpsiyon işlemi sonrasında azaldığı görülmüştür. AT/pDMHF'nin 0.1 M HCl:Aseton ve 0.1 M HCl:Etanol çözeltileri içerisinde gerçekleştirilen desorpsiyonlarında ise AT/pDMHF'nin metilen mavisini adsorplama kapasitesinde herhangi bir değişiklik olmadan en az 7 kez adsorpsiyon-desorpsiyon işleminde kullanılabileceği görülmüştür.

Abstract:
In this study, removal of methylene blue, MB, which is a textile dye by the adsorption onto poly(2,5-dimethoxy-2,5-dihydrofuran), pDMHF, and modified pDMHF's from its aqueous solutions and compliance of adsorptions to kinetic parameters and isotherm models were studied. pDMHF was obtained from the polymerization of cis,trans-2,5-dimethoxy-2,5-dihydrofuran, DMHF, with SnCl4 in dioxane. pDMHF was modified with NaOH and 2-aminothiazole. Structural analyses of the polymers were carried out with FT-IR spectroscopy and the surface properties were determined with Scanning Electron Microscopy (SEM). Batch process adsorptions were carried out to clarify the effect of pH, methylene blue concentration, adsorption time and temperature on the adsorption of methylene blue onto pDMHF and modified pDMHF's. Obtained results showed that the adsorptions follow a second-order reaction kinetics and fitted well to Langmuir and Dubinin-Radushkevich isotherms. Adsorptions were found to be physical and spontaneous and the liquid film diffusion step as the rate determining step.Maximum methylene blue adsorption on pDMHF and NaOH/pDMHF took place at pH 10.0 while this value was found to be 12.0 for AT/pDMHF. Maximum equilibrium methylene blue adsorption capacities of pDMHF and NaOH/pDMHF were found to be 285.0 and 631 mg MB.(g polymer)-1 respectively, and 462.0 mg MB.(g AT/pDMHF)-1 for AT/pDMHF.
Desorption studies were carried out with methylene blue adsorbed polymers. Reproducible results could not be obtained from the desorption studies of pDMHF in ethanol, acetone and HCl solutions. Desorption studies of NaOH/pDMHF in 0.1 M HCl:Acetone and 0.1 M HCl:Ethanol showed a decrease in the methylene blue adsorption capacity of the polymer after each adsorption-desorption process due to the neutralization of NaOH/pDMHF. Desorption studies of AT/pDMHF in 0.1 M HCl:Acetone and 0.1 M HCl:Ethanol showed that AT/pDMHF can be used in the adsorption-desorption process of methylene blue at least 7 times without any change in its adsorption capacity.