Yeni tip İsatin Schiff bazı komplekslerinin hazırlanması ve CIO2 katalizörü olarak kullanılabilirliklerinin araştırılması
The preparation of new type of Isatin Schiff complexes and their usability as a CIO2 catalyst
Yazar: MERVE TOPÇAKAN
Danışman: DOÇ. DR. MURAT TUNA ; PROF. DR. SALİH ZEKİ YILDIZ
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Anorganik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Klor dioksit (ClO2) geçmişten beri bilinen etkin oksidantlardan biridir. Özellikle sodyum kloritin asidik şartlarda üretilir olması, kullanım sırasında patlama ve zehirlenme risklerinin söz konusu olması yerinde kullanımını zorunlu hale getirmiştir. Bu anlamda ClO2 oluşumunun yumuşak reaksiyon şartlarında katalitik olarak elde edilmesi, özellikle oksidasyon reaksiyonlarının elverişli şartlarda verimli olarak yapılabilmesini mümkün kılmaktadır. Bu bağlamda son yıllarda literatürde çok ilginç katalitik ClO2 ve NaClO2 oksidasyon reaksiyonlarına rastlanılmaktadır. Bu doğrultuda gerçekleştirilen tez çalışmasında klor dioksit katalizörü olarak kullanılabilecek yeni Schiff bazı ligandları isatin ve farklı amin bileşikleri kullanılarak şelat yapıcı multi dentat ligandlar olarak sentezlenmiştir. Ligandların amaca uygun nitelikte ve yükseltgenme basamağındaki geçiş metal tuzları ile kompleksleri hazırlanmıştır. Elde edilen komplekslerin katalitik etkinlikleri değerlendirilmek üzere Reaktif Turuncu P-4R-Sıvı ve Reaktif Kırmızı P-4BN-Sıvı ticari boyaları kullanılarak farklı pH, katalizör/oksidant oranlarında boyaların oksidasyon yolu ile bertarafı ve atık suların renk parametrelerinin iyileştirilmesi model olarak çalışılmıştır.
Yapılan tez çalışmasında, ilk aşama olarak isatin ile di-amino bileşikleri reaksiyona sokularak Schiff bazı ligandları şelat yapıcı çok dişli ligandlar olarak sentezlenmiştir. Sentezlenen bu ligandların özellikle amaca uygun olarak Fe (III), Co (III), Cu (II) ve Pd (II) kompleksleri hazırlanmıştır. Hazırlanan ligandlar ve bunların metal komplekslerinin yapısı FT-IR, 1H NMR, 13C NMR, kütle spektrometresi ve elemental analiz yöntemleri kullanılarak moleküler olarak karakterize edilmiştir. Hazırlanan komplekslerin oksidasyon katalizörü olarak etkinlikleri seçilmiş boyaların ClO2 ve NaClO2 eşliğinde katalitik oksidasyonu için kullanımları ile boyaların oksidasyon kinetikleri üzerinden araştırılmıştır. Kinetik ölçümleri UV-Vis spektroskopik tekniği kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
Sentezlenen katalizörlerin, sodyum kloriti veya klor dioksiti belirli pH değerlerinde katalizyerek oksidatif ağartma sürecini hızlı bir şekilde başlattığı ve hedeflenen ağartma işlemini gerçekleştirdiği tespit edilmiştir. Tez kapsamında kullanılan boyar maddelerin çevreye atılabilir düzeyde renk kriterinin iyileştirildiği söylenebilir. Söz konusu boyalar için klor dioksitin ağartıcı ajan olarak kullanılması durumunda hazırlanan kompleksler hafif asidik şartlar için katalizör olarak önerilebilir.

Abstract:
Chlorine dioxide (ClO2) is one of the effective oxidants known for many years. In particular, the fact that sodium chlorite is produced under acidic conditions and the risks of explosion and poisoning during use make it mandatory to use it on site. In this sense, obtaining the formation of ClO2 catalytically under mild reaction conditions makes it possible to carry out especially the oxidation reactions efficiently under favorable conditions. In this context, very interesting catalytic oxidation reactions of ClO2 and NaClO2 have been encountered in the literature in recent years. In this thesis, new Schiff base ligands that can be used as chlorine dioxide catalysts were synthesized as chelating multi-dentate ligands using isatin and different amine compounds. Complexes of the ligands with transition metal salts in the oxidation stage and suitable for the purpose were prepared. In order to evaluate the catalytic efficiency of the obtained complexes, using SO-P-4R-LIQ. and ER-P-4BN-LIQ. commercial dyes different pH, catalyst/oxidant ratios are used. Disposal by oxidation and improvement of the color parameters of waste water were studied as a model.
In the thesis study, as a first step, by reacting isatin and di-amino compounds, Schiff's base ligands were synthesized as chelating polydental ligands. The complexes of Fe (III), Co (III), Cu (II) and Pd (II) of these synthesized ligands were prepared in accordance with the purpose. The ligands prepared and the structure of their metal complexes were molecularly characterized by using FT-IR, 1H NMR, 13C NMR, mass spectrometry and elemental analysis methods. The activities of the prepared complexes as oxidation catalysts were investigated by using the selected dyes for the catalytic oxidation in the presence of ClO2 and NaClO2, and by using the oxidation kinetics of the dyes. Kinetic measurements were performed using the UV-Vis spectroscopic technique.
It has been determined that the synthesized catalysts initiate the oxidative bleaching process rapidly by catalyzing sodium chlorite or chlorine dioxide at certain pH values and realizing the targeted bleaching process. It can be said that the color criteria of the dyestuffs used within the scope of the thesis have been improved at a disposable level. If chlorine dioxide is used as the bleaching agent for the said dyes, the complexes prepared can be recommended as catalysts for mildly acidic conditions. If chlorine dioxide is used as the bleaching agent for the said dyes, the complexes prepared can be recommended as catalysts for mildly acidic conditions.