Ksantan GAM-G-2-(N-Morfolino) etilmetakrilat/titanyum oksit bazlı yeni yarı iç içe geçen ağ yapılı hidrojellerin sentezi, karakterizasyonu ve katyonik boyaların sulu çözeltiden tek ve rekabetçi adsorpsiyonu
Xanthan GAM-G-2-(N-Morpholino) ethylmethacrylate/titanium oxide based single and competitive application of the synthesis, characterization of new semi-integrated networked hydrogels, and surface of cationic dyes
Yazar: ECE ÖZYARANLAR
Danışman: DOÇ. DR. FADİME FULYA TAKTAK
Uşak Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Boyar maddeler = Coloring agents ; Ksantan gam = Xanthan scale ; Polimerler = Polymers ; Polisakkaritler = Polysaccharides

Özet:
Organik boyaların endüstriyel atık sulardan uzaklaştırılması, çevrenin korunması ve canlı yaşamın devamı açısından özel ilgi çekmektedir. Bu çalışmada, titanyum oksit nanoparçacıkları (TiO2) içeren ksantan gamı (KsG)-graft-poli 2-(N-morfolino) etilmetakrilat (MEMA) bazlı yarı-iç içe geçen hidrojelleri serbest radikalik polimerizasyon yöntemi ile sentezlenmiştir. KsG-g-poli (MEMA) ve KsG-g-poli (MEMA)/TiO2%1,5, metilen mavi (MM+) ve kristal viyole (KV+) boyar maddelerinin tekli ve ikili sulu çözeltilerinden adsorpsiyon metoduyla uzaklaştırılması için etkili bir adsorban olarak kullanılmıştır. 
Gözenekli yapıya sahip olan hidjellerden KsG-g-poli (MEMA)/TiO2%1,5'nin şişme oranı %481,9 iken KsG-g-poli (MEMA)'nın %447,5'tur. Hidrojellerin sıfır yük noktası 7,8 olarak hesaplanmıştır. 
Boyar maddelerin sulu çözeltilerden uzaklaştırılması davranışlarında KsG-g-poli(MEMA) ve KsG-g-poli (MEMA)/TiO2%1,5 hidrojelleri için MM+ boyasında Dubinin-Raduskevich (D-R) izotermine ve KV+ boyasında Freundlich izotermine uyum göstermiştir. 
Kinetik çalışmalar, her iki boyanın KsG-g-poli (MEMA) ve KsG-g-poli (MEMA)/TiO2%1,5 adsorbanı ile adsorpsiyonunun parçacık içi difüzyon modeline uyduğunu ortaya çıkarmıştır. 
İkili sistem çalışmalarında, KV+'nın uzaklaştırılma yüzdesi MM+'den daha yüksek olarak bulunmuştur. Tekli sistem adsorpsiyon kapasiteleri ile karşılaştırıldığında, ikili sistemde her iki boyanın uzaklaştırılan miktarları daha yüksektir. Buna göre, her iki boyanın da KV+/MM+ karışım çözeltilerinden adsorpsiyonları sırasında sinerjik bir etkileşim gösterdiği sonucuna ulaşılmıştır. MM+ ve KV+ boya karışımlarından adsorpsiyonu için en uygun model yalancı ikinci derece model olduğu belirlenmiştir. Dördüncü adsorpsiyon-desorpsiyon döngüsünden sonra bile, adsorbanın boya çıkarma etkinliğinin nispeten yüksek olduğu belirlendi. KsG-g-poli (MEMA) ve KsG-g-poli (MEMA)/TiO2%1,5, kirli suyun arıtılmasında değerli ve yeniden kullanılabilir bir adsorban olabilmektedir.

Abstract:
The removal of organic dyes from industrial wastewater attracts special attention in terms of environmental protection and the continuation of living life. In this study, xanthan gum KsG-graft-poly 2-(N-morpholino) ethylmethacrylate (MEMA) based semi-interpenetrating hydrogels containing titanium oxide nanoparticles (TiO2) were synthesized by free radical polymerization method. KsG-g-poly (MEMA) and KsG-g-poly(MEMA)/TiO2%1.5 were used as an effective adsorbent for the removal of MB+ and CV+ dyestuffs from their single and double aqueous solutions by the adsorption method.
The swelling ratio of KsG-g-poly (MEMA)/TiO2%1.5, which is one of the porous hydrogels, is 481.9%, while that of KsG-g-poly (MEMA) is 447.5%. The zero load point of the hydrogels was calculated as 7.8.
In the removal behavior of dyestuffs from aqueous solutions, the KsG-g-poly (MEMA) and KsG-g-poly (MEMA)/TiO2 hydrogels were compatible with the Dubinin-Raduskevich (D-R) isotherm in the MB+ dye and the Freundlich isotherm in the CV+ dye.
Kinetic studies revealed that the adsorption of both dyes with KsG-g-poly (MEMA)/TiO21.5% adsorbent fit the intraparticle diffusion model.
In dual system studies, the percentage of removed of CV+ was found to be higher than MB+. Compared to the single system adsorption capacities, the removed amounts of both dyes are higher in the dual system. Accordingly, it was concluded that both dyes showed a synergistic interaction during their adsorption from CV+/MB+ mixed solutions. It was determined that the most suitable model for the adsorption of MM+ and CV+ dye mixtures was the pseudo-second order model. Even after the fourth adsorption-desorption cycle, the dye removal efficiency of the adsorbent was determined to be relatively high. KsG-g-poly (MEMA) and KsG-g-poly (MEMA)/TiO2%1.5 can be a valuable and reusable adsorbent in the treatment of multicomponent polluted water.