Nişasta graft kopolimerlerinin ağır metal iyonlarının uzaklaştırılmasında kullanımı
Usage of starch graft copolymers for removal of heavy metal ions
Yazar: SİBEL KELEŞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. GAMZE GÜÇLÜ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
ÖZETNISASTA GRAFT KOPOLIMERLERININ AGIR METAL IYON LARININUZAKLASTIRILMASINDA KULLANIMINisasta, bol bulunan, pahali olmayan ve tümüyle biyolojik olarak bozunabilen birhammaddedir. Nisastanin vinil monomerleri ile graft edilmek suretiyle modifikasyonu,nisastaya istenen özelliklerin kazandirilmasi için en etkili yöntemlerden birisidir.Zehirli ve kirletici etkisi olan agir metal iyonlarinin endüstriyel sulardan ve kaynaksularindan uzaklastirilmasi, çevresel etkiler nedeniyle, artan bir sekilde önemkazanmaktadir. Son yillarda, nisasta ve selüloz gibi dogal polisakkaritlerin graftkopolimerleri agir metal iyonlarinin uzaklastirilmasinda kullanilmaktadir.Bu çalismada, nisasta üzerine akrilik asidin (AA) graft kopolimerizasyonu seryumamonyum nitrat (CAN) baslaticiliginda, azot atmosferi altinda gerçeklestirildi venisasta-graft-akrilik asit (N-g-AA) kopolimerlerinin graft miktari(%GM) ve graftetkinligi (%GE) tayin edildi. CAN konsantrasyonu, AA konsantrasyonu ve reaksiyonsicakliginin graft üzerine etkisi incelenerek nisasta üzerine AA grafti için optimumsartlar, [AA]=0,5 mol/L, [CAN]=0,005 mol/L, sicaklik=35ºC olarak belirlendi. Eldeedilen graft kopolimerlerin yapisi ise, Fourier Transform Infrared (FT-IR)Spektroskopisi ve Taramali Elektron Mikroskobu (SEM) ile tanimlandi.Sulu çözeltiden, Pb2+, Cu2+, Cd2+ iyonlarinin uzaklastirilmasi üzerine, N-g-AAkopolimerlerinin graft yüzdesinin etkisi pH=4,5'da incelenerek bu kopolimerlerin metaliyonlarini uzaklastirma kapasiteleri, Atomik Absorbsiyon Spektrofotometresi (AAS) iletayin edildi. Elde edilen sonuçlar, N-g-AA kopolimerlerinin, metal iyonlariniuzaklastirma kapasitesinin, kopolimerin graft yüzdesindeki artisla artmakta oldugunu vebu iyonlarin uzakla stirilma sirasinin Pb2+ > Cu2+ > Cd2+ seklinde oldugunugöstermektedir. Hidrojeller ise, jelatinize nisasta üzerine AA graftini takiben NaOH ilenötralizasyonla hazirlanmistir. Elde edilen maksimum su tutma kapasitesi degeri 555g su/g kopolimerdir.vi

Abstract:
SUMMARYUSAGE OF STARCH GRAFT COPOLYMERS FOR REMOVAL OF HEAVYMETAL IONSStarch is an abundant, inexpensive and fully biodegradable natural raw material.Chemical modification of starch via grafting of vinyl monomers is one of the mosteffective methods to provide desirable properties into starch.The removal of toxic and polluting heavy metal ions from industrial and mineral watersis becoming increasingly important due to enviromental reasons. In recent years, graftcopolymers of natural polysaccaharides such as cellulose and starch have been used inthe removal of heavy metal ions.In this study, graft copolymerization of acrylic acid (AA) onto starch was carried outwith ceric amonium nitrate (CAN) as initiator under nitrogen atmosphere and thegrafting percentages (%GM) and grafting efficiency (GE) of acrylic acid onto starchwere determined. The effects of concentrations of CAN and AA, reaction temperatureon the grafting were investigated and the optimum conditions obtained for the graftingof AA on to the starch were: [AA]=0,5 mol/L, [CAN]=0,005 mol/L, temperature=35ºC.The structures of the prepared graft copolymers were identified by Fourier TransformInfrared (FT-IR) Spectroscopy and Scanning Electron Microscopy (SEM).The effect of grafting percentage of S-g-AA copolymers on the removal of Pb2+, Cu2+,Cd2+ ions from aqueous solution was investigated at pH 4,5 and metal ion removalcapasities of these polymers were determined by Atomic Absorption Spectrophotometer(AAS). The results showed that capacities of S-g-AA copolymers increased with theincrease in grafting percentages of the copolymers and the order of the removal of metalions was Pb2+ > Cu2+ > Cd2+ . Hydrogels were prepared by grafting of AA ontogelatinized starch followed by neutralization with NaOH. The maximum waterabsorption obtained was 555 g water/g copolymer.vii