Şelat yapıcı ß-dikarbonil grubu içeren polimerlerin sentezi ve bazı ağır metallerin zenginleştirilmesinde kullanımının araştırılması
Synthesise of chelating resins including ß-dicarbonyl moiety and research of utilitization in enrichment of some heavy metals
Yazar: ŞEVKET HAKAN ÜNGÖREN
Danışman: PROF.DR. ŞENOL KARTAL
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Fonksiyonel grup olarak ß-dikarbonil kısmı içeren, yeni Poli(4-etoksi-2,4-dioksobütil 2-metakrilat), Poli(EDOBM), şelatlaştırıcı reçinesi; etil-4-kloroasetoasetat ile, sodyummetakrilatın nükleofilik substitusyonu sonucu oluşan EDOBM monomerininpolimerizasyonu ile elde edilmiştir. Buna ilave olarak, benzer fonksiyonel grup içeren,Poli(4-metil-1-fenilpent-4-en-1,3-dion), Poli(MFPD), şelatlaştırıcı reçine literatüre görehazırlandı. Yeni sentez edilen Poli(EDOBM) şelatlaştırıcı reçine elementel analiz,termogravimetrik analiz ve IR ile karakterize edildi.Poli(EDOBM) reçinesi pH 8.5'de Cu(II), Pb(II), Ni(II), Cd(II), Mn(II), Cr(III), Zn(II)ve Co(II) metallerini model çözelti akış hızı 1.5-6.0 mL/dk aralığında kantitatif olarakadsorplar. 1 M HCl (5 mL, 3 mL/dak) ya da 1 M HNO3 (10 mL, 3 mL/dak) tümçalışılan metal iyonlarını katı fazdan kantitatif elüe etmiştir. 5 mL HCl ile elüe edilmesidurumunda, metallerin zenginleştirme faktörlerinin 50-150 arasında olduğu tesbitedilmiştir. Poli(EDOBM) reçinesinin Co(II), Ni(II) and Cd(II) metallerini adsorplamakapasitesi 24.2, 19.8, 23.3 mg/g olarak bulunmuştur. Cu(II), Pb(II), Ni(II), Cd(II),Mn(II), Cr(III), Zn(II) ve Co(II) elementlerinin gözlenebilme sınırı (DL), sırasıyla 0.52,6.1, 1.8, 2.0, 3.8, 1.9, 0.46 ve 3.8 ?g/L olarak tespit edildi. Geliştirilen yeni metotlaNi(II), Co(II), Zn(II), Pb(II) ve Mn(II) metalleri kanalizasyon suyu örneklerinde tayinedildi. Yöntem aynı zamanda katkılı göl suyu örneğine (SRM) uygulandı ve Cd(III)dışında çalışılan metaller kantitatif olarak tayin edildi.Poli(MFPD) reçinesi, pH 9.4'de Pb(II), Cr(III) ve Zn(II) iyonlarını model çözelti akışhızı 0.75-6.0 mL/dk iken kantitatif olarak adsorplar. 1 M HCl (1.5 mL/dak) tümçalışılan metal iyonlarını katı fazdan elüe etmiştir. 10 mL HCl ile elüsyon yapılmasıdurumunda, metallerin zenginleştirme faktörleri 10-75 arasında değişmektedir. Pb(II),Cr(III) ve Zn(II) metallerinin gözlenebilme sınırı sırasıyla 1.6, 1.3 ve 2.6 ?g/L olarakbulunmuştur. Optimize edilen yeni metotla deniz suyunda Pb(II) ve Cr(II) tayinedilmiştir. SRM analizleri çinko metali dışında verilen değerleri ile uyumludur.Anahtar Kelimeler: Katı faz ekstraksiyonu, Şelat yapıcı reçineler, FAAS,Zenginleştirme.

Abstract:
Poly(EDOBM) chelating resin, which includes ß-dicarbonyl moiety as functional group,was synthesized by polymerization of EDOBM monomer prepared from nucleophylicsubstitution reaction of sodium mechacrylate with ethyl-4-chloroacetoacetate. Inaddition, poly(MFPD) chelating resin having similar functional group, was preparedaccording to the literature. The newly designed poly(EDOBM) resin was characterizedby elemental analysis, termogravimetric analysis and IR spectral analysis.Poly(EDOBM) resin adsorbs, Cu(II), Pb(II), Ni(II), Cd(II), Mn(II), Cr(III), Zn(II) andCo(II) ions quantitatively at pH 8.5 when the flow rate of model solution is maintainedbetween 1.5-6.0 mL min-1. 1 M HCl (5 mL, 3 mL/min) or 1 M HNO3 (10 mL, 3mL/min) can elute all the metal ions from the solid phase. The preconcentration factorsof the metals were found between 50-150, when the elution procedure was made with 5mL of 1 M HCl. The adsorption capacities of the poly(EDOBM) resin were found to be24.22, 19.81 and 23.28 mg/g for Co(II), Ni(II) and Cd(II), respectively. The limits ofdetection (LOD) for Cu(II), Pb(II), Ni(II), Cd(II), Mn(II), Cr(III), Zn(II) and Co(II)were found to be 0.52, 6.1, 1.8, 2.0, 3.8, 1.9, 0.46 and 3.8 ?g/L, respectively. Ni(II),Co(II), Zn(II), Pb(II), Mn(II) metals were determined in sewage water by the newmethod. At the same time, the method was applied to the CRM samples and all thestudied elements were determined, except for Cd(II). It was observed that the results ofCRM analyses were agreed with the certified values.Poly(MFPD) resin adsorbs Pb(II), Cr(III) and Zn(II) ions quantitatively at pH 9.4 whenthe flow rate is maintained between 0.75-6.0 mL/min. 1 M HCl elutes all the studiedmetal ions at a flow rate of 1.5 mL/min. The preconcentration factors were between 10-75, when 10 mL of 1 M HCl was used to elute the metal ions from the solid matrix. Thelimits of detection (LOD) for Pb(II), Cr(III), Zn(II) were found to be 1.6, 1.3 and 2.6?g/L, respectively. Pb(II) and Cr(II) metals were determined in the sea water by theoptimized method. Pb(II) and Cr(III) ions were determined in the CRM samples, exceptfor Zn(II) ion. The results of CRM analyses were agreed with certified values.Keywords: Solid state extraction, Chelating resins, FAAS