İmidazol sübstitüe siklofosfazen temelli yeni koordinasyon polimerleri ve boya adsorpsiyon özellikleri
Novel coordination polymers based on imidazole substituted cyclophosphazene and their dye adsorption properties
Yazar: AFRANUR PENDAR
Danışman: PROF. DR. YUNUS ZORLU ; DOÇ. DR. DERYA DAVARCI
Gebze Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Siklofosfazenler = Cyclophosphazenes

Özet:
Bu tez çalışmasında, siklofosfazen temelli yeni koordinasyon polimerlerinin sentezi ve boya adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi hedeflendi.
Öncelikle siklotrifosfazenin sırasıyla 2-izopropilimidazol ve benzimidazol ile reaksiyonu sonucu L1 ve L2 ligandları, siklotetrafosfazenin sırasıyla 2-izopropilimidazol ve benzimidazol ile reaksiyonu sonucu ise L3 ve L4 ligandları sentezlendi. Ligandların yapıları 31P NMR, 1H NMR, FT-IR, kütle analizi (MALDI-MS) ve tek kristal X-ışını kırınım yöntemlerinden elde edilen verilerle aydınlatıldı. Ligandların termal kararlılıkları termogravimetrik analiz (TGA) yöntemi ile belirlendi. 
Elde edilen ligandlar AgNO3 (a), AgCH3PhSO3 (b), AgPF6 (c), AgClO4 (d), HgCl2 (e) ve ZnCl2 (f) tuzları ile etkileştirildi. L2 (b, c, e) ve L3 (a, c, d) olmak üzere altı adet koordinasyon polimeri ve L3 (e, f) olarak iki adet koordinasyon bileşiği elde edildi. L1 ve L4 ligandlarından ise birçok kompleks denemesine rağmen sonuç elde edilemedi. Sentezi gerçekleştirilen komplekslerin yapıları, FT-IR ve tek kristal X-ışını kırınım yöntemleriyle aydınlatıldı. Termal kararlılıkları ise TGA yöntemi ile belirlendi.
Son olarak, elde edilen komplekslerin katyonik yapılı metilen mavisi (MB), anyonik yapılı tartrazin (E102) ve metil oranj (MO) boyar maddelerine karşı adsorban özellikleri incelendi. L2b ve L2e koordinasyon polimerleri MB boyar maddesini iyi ölçüde adsorbe ederken E102 ve MO boyar maddelerini adsorplamadığı görüldü. L3c'nin yalnızca E102 boyar maddesini orta düzeyde adsorbe ettiği görüldü. L2b koordinasyon polimeri 120 saatte MB boyar maddesine karşı %80'lik, L2e koordinasyon polimeri ise aynı sürede MB boyar maddesine karşı %91'lik bir boya giderim performansı gösterdi. L3c koordinasyon polimeri ise E102 boyar maddesine karşı %60'lık boya giderim performansı sergiledi. Elde edilen diğer koordinasyon polimerlerinin üç boyar madde için de adsorban özellik göstermediği belirlendi. Adsorban özellik gösteren üç bileşik için de yapılan kinetik hesaplamalar sonucu, adsorpsiyon kinetiğinin yalancı ikinci dereceden kinetik modele daha uygun olduğu görüldü.

Abstract:
The aim of this study is to synthesize cyclophosphazene based coordination polymers and then to investigate their dye adsorption properties.
Firstly, cyclotriphosphazene (L1, L2) and cyclotetraphosphazene (L3, L4) ligands fully substituted with 2-isopropylimidazole and benzimidazole were synthesized and characterized by 31P NMR, 1H NMR, FT-IR, mass analysis (MALDI-MS) and single crystal X-ray diffraction method. Thermogravimetric analysis (TGA) was used to determine the thermal stability of the ligands.
Afterwards, the obtained ligands were reacted with AgNO3 (a), AgCH3PhSO3 (b), AgPF6 (c), AgClO4 (d), HgCl2 (e), and ZnCl2 (f) salts. Six coordination polymers were obtained as L2 (b, c, e) and L3 (a, c, d), while two coordination compounds were obtained as L3 (e, f). Despite numerous attempts to form complexes, no results were observed for the L1 and L4 ligands. The structures of the synthesized compounds were elucidated by FT-IR and single crystal X-ray diffraction methods. Their thermal stability were analyzed by TGA method.
Finally, the absorbent properties of the compounds were examined against the cationic methylene blue (MB) dye as well as the anionic tartrazine (E102) and methyl orange (MO) dyes. L2b and L2e coordination polymers exhibited significant adsorption towards methylene blue (MB), but not towards E102 and MO dyes. L3c coordination polymer, on the other hand, showed moderate adsorption behaviour only towards tartrazine (E102). Remaning compounds did not show any adsorbent properties for any of the three dyestuffs. Kinetic studies were also carried out based on the dye adsorption behavior of the compounds. It was found that the pseudo-second-order kinetic model was more suitable for all three adsorbents.