Nikel baskılanmış monolitik kolonlar
Nickel imprinted monolithic columns
Yazar: EBRU ÇUBUK DEMİRALAY
Danışman: PROF.DR. ADİL DENİZLİ ; PROF.DR. GÜLEREN ALSANCAK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Monolit = Monolith ; Nikel = Nickel ; Seçicilik = Selectivity

Özet:
Nikel bilesiklerine maruz kalmak insan saglıgı üzerinde olumsuz etkiler yaratmaktadır. Bazınikel bilesiklerinin insanlar için kanserojen oldugu belirlenmistir. Bu çalısmanın amacı suluçözeltiden nikel iyonunun uzaklastırılması için iyon baskılanmıs monolitlerinhazırlanmasıdır. İyon baskılama yönteminde, polimerik adsorbentin seçiciligi iyonlarınkoordinasyon sayısı, koordinasyon geometrisi ve onların yüküne ve boyutuna baglıdır.Monolitik kolonlar tek bir birimden olusan, gözenekli bir yapıya sahip sürekli sistemlerdir.Son yıllarda monolitik kolonlar kolay hazırlanabilmeleri, yüksek performans gibi belirginözellikleriyle sıvı kromatografisi ve kapiler elektrokromatografi yöntemlerinin vazgeçilmezparçaları olmuslardır.Ni2+ baskılanmıs monolitik kolonların hazırlanması için N-metakroil-(L)-histidin metil ester(MAH) kompleks olusturucu monomer olarak seçilmistir. lk basamakta, fonksiyonelmonomer MAH ile Ni2+ komplekslestirilmis ve PHEMAH-Ni2+ monolit komonomer olarak2-hidroksietil metakrilat (HEMA), çapraz baglayıcı olarak etilenglikoldimetakrilat(EGDMA), baslatıcı olarak potasyum persülfat (KPS), gözenek olusturucu olarak toluen veaktivatör olarak 4-(2-hidroksietil)-1-piperazinetansülfonik asit (HEPES) kullanılarak yıgınpolimerizasyon yöntemiyle sentezlenmistir. Daha sonra kalıp molekül (Ni2+), PAR:NH3-NH4Cl (pH 10): H2O (27:48:25, %v/v) karısımını içeren çözelti kullanılarakuzaklastırılmıstır. Baskılanmamıs ve baskılanmıs monolitlerin denge sisme oranları sırasıyla% 64,9 ve % 72,8'dir. PHEMAH ile karsılastırıldıgında PHEMAH-Ni2+ monolitinin su tutmakapasitesi polimer yapısındaki metal iyon oyuklarının olusumu sebebiyle artmıstır.Elementel analiz sonuçlarına göre PHEMAH-Ni2+ monolit 28,5 ?mol MAH/g ve PHEMAHmonolit 33,4 ?mol MAH /g içermektedir. Ni2+ iyonlarının adsorpsiyonu hem MIP' de hemde NIP' de çalısılmıstır. Nikel adsorpsiyonu ilk 45 dakika içerisinde artmakta ve sonra dengeseviyesine ulasmaktadır. Ni2+ iyonları için maksimum adsorpsiyon kapasitesi 3,589 ?mol/gbaskılanmıs monolittir. Fe3+, Cu2+ ve Zn2+ iyonik çapları yakın oldugundan seçicilikçalısmasında yarısmacı metal iyonları olarak seçilmistir. Baskılanmıs monolitin Ni2+ bagılseçicilik katsayıları, Fe3+, Cu2+ ve Zn2+ için sırasıyla 0,37; 7,4 ve 46,4 kat daha büyük olarakbulunmustur. Ni2+ baskılanmıs monolitler adsorpsiyon kapasitesinde önemli bir azalmaolmaksızın tekrar tekrar kullanılabilir.

Abstract:
Exposure to nickel compounds can produce a variety of adverse effects on human health.Some nickel compounds are establihed human carcinogens. The aim of this study is toprepare ion-imprinted polymers which can be for the removal of nickel ion from aqueoussolutions. In ion-imprinting method, the selectivity of a polymeric adsorbent is depend onthe coordination geometry, coordination number of the ions, on their charges and sizes.Monolithic columns are the continuous unitary porous structure. In recent years, monolithiccolumns have attracted considerable attention in liquid chromatography and capillaryelectrochromatography due to their simple preparation procedure, excellent performance.N-methacryloly-(L)-histidinemethyl ester (MAH) was chosen as the complexing monomerfor the preparation of Ni2+ imprinted monolithic column. In the first step, Ni2+ wascomplexed with MAH and the PHEMAH-Ni2+ monolith were synthesized by bulkpolymerization using 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) as comonomer, ethylene glycoldimethyacrylate (EGDMA) as crosslinker, potassium persulfat (KPS) as initiator, toluene asa pore former and 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid as activator. Afterthat, the template (Ni2+), were removed using PAR:NH3-NH4Cl (pH 10): H2O (27:48:25, %v/v) mixed solution. The equilibrium swelling ratios of the non-imprinted and imprintedmonoliths are 64,9 % and 72,8 %, respectively. Compared with PHEMAH, the wateruptake ratio of the PHEMAH-Ni2+ monolith increases due to formation of metal ion cavitiesin the polymer structure. According to the elemental analysis results, PHEMAH-Ni2+monolith ve PHEMAH monolith contained 28,5 ?mol MAH/g and 33,4 ?mol MAH /grespectively. Adsorption of Ni2+ ions both on the MIP and the NIP were studied. Nickeladsorption increases with the time during the first 45 minute and then levels off asequilibrium is reached. The maximum adsorption capacity for Ni2+ 3,589 ?mol/g dry weightof MIP. Fe3+, Cu2+ ve Zn2+ were chosen as competitive metal ions in selectivity experimentsbecause of their similar ionic radii. The relative selectivity coefficients of imprinted monolithfor Ni2+ were 0,37; 7,4 ve 46,4 times greater than Fe3+, Cu2+ ve Zn2+ respectively. The Ni2+-imprinted particles could be used many times without decreasing their adsorption capacitiessignificantly.KEY WORDS: Ion Imprinting, PHEMAH, Monolithic Column, Adsorption Capacity,Selectivity Experiment