Hidroksiapatit sentezi, karakterizasyonu ve adsorban özelliğinin incelenmesi
Synthesis and characterization of hydroxyapatite and investigation of its adsorbent properties
Yazar: ERDEM HASRET
Danışman: PROF. DR. A. NURSEN İPEKOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Hidroksiapatitler = Hydroxyapatites

Özet:
Vücudun zarar görmüş parçalarının değişimi ve yeniden yapılandırılması için kullanılan seramik malzemelere biyoseramik denir. Kalsiyum fosfat seramikleri arasında bulunan hidroksiapatit, kemiklerin ve dişlerin mineral yapısına benzerliğinden dolayı bu grubun dikkat çekici bir elemanıdır. Hekzagonal kristal yapıya sahip olan hidroksiapatitin kimyasal formülü Ca10(PO4)6(OH)2 ve Ca/P mol oranı 1,67'dir. Biyoaktiflik ve biyouyumluluk özeliklerinden dolayı biyomedikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, hidroksiapatitin kurşun, çinko, kuşun, kobalt, kadmiyum vb. gibi birçok ağır metali ve çok çeşitli ilaç etken maddeleri, boyarmaddeler, enzimler, proteinler gibi maddeleri adsorplaması üzerine yapılan çalışmalar iyi ve etkin bir adsorban malzeme olduğunu ortaya koymuştur. Yüksek biyouyumluluğu, kimyasal inertliği, korozyon direnci vb. gibi özellikleri nedeniyle vücut içerisinde de adsorban malzeme olarak kontrollü salınım, zararlı malzemelerin uzaklaştırılması ve benzeri işlemlerde rahatlıkla kullanılabilmektedir.Bu çalışmada ilk olarak çöktürme yöntemi ve mikrodalga ışınımı yardımıyla HA sentezi gerçekleştirilmiştir. Çeşitli proses parametrelerinin, (pH, sıcaklık, mikrodalga ışınımı) ürünün yapısı ve özellikleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Ürün karakterizasyonu için FTIR, XRD ve SEM cihazlarından faydalanılmıştır. Hayvan kemiğinden doğal olarak elde edilen HA, ticari HA ve üretilecek sentetik HA tozlarının, ağır metal iyonlarını adsorpsiyonu karşılaştırılmıştır. Adsorpsiyon işlemi üzerine pH, adsorban miktarı, konsantrasyon, temas süresi, adsorban çeşidi gibi farklı parametrelerin etkileri incelenmiştir. Adsorpsiyon deneylerinde konsantrasyon değerleri atomik absorbsiyon spektrometresinden yararlanılarak elde edilmiştir.

Abstract:
The ceramics used for the alteration and renovation of damaged parts of human body are called bioceramics. Hydroxyapatite is a promising member of the calcium phosphate ceramics because of its similarities with the human bone and teeth structure. The chemical formula of hydroxyapatite, which has a hexagonal crystal structure, is Ca10(PO4)6(OH)2, and its Ca/P molar ratio is 1,67. It has been used extensively for biomedical applications due to its bioactive and biocompatible properties. Moreover, studies including the adsorption of pigments, enzymes, proteins, various drug agents and heavy metals such as lead, zinc, cadmium, cobalt, etc. demonstrate us that it is a good and efficient adsorbent. It can also be used as an adsorbent in processes such as controlled release of some substances, eliminating toxic materials, and alike operations because of its high biocompatibility, chemical inertness, corrosion resistance etc. in body environment.In this study, initially the synthesis of HA will be performed both by wet precipitation and by microwave assisted techniques. The effects of several process parameters (pH, temperature, microwave radiation) on the structure and the properties of the product will be studied. The characterization of the product will be implemented by using FTIR, XRD and SEM devices. Adsorption properties of the synthetic, natural and commercial HA will be compared by examining the heavy metal ions adsorption. The effects of several parameters such as pH, concentration, contact time, adsorbent type, and adsorbent quantity on the adsorption process have been investigated. In these experiments, the concentration values of the solutions are determined by using atomic absorption spectrometer.