Thiram'ın yüzey aktif madde miselleriyle çözündürülmesi ve misel içeren ortamlarda adsorbanlar ile etkileşimlerinin incelenmesi
Studies on solubilization of thiram by surfactants and interactions with adsorbents in the presence of surfactant micelles
Yazar: HANİFE BİLGİÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. EMEL AKYOL ; PROF. DR. SİNEM GÖKTÜRK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Pestisitlerin olumsuz etkilerinin azaltılması ile ilgili çalışmalar insan hayatı ve çevre için taşıdığı önemden dolayı büyük ilgi çekmektedir. Thiram tarımsal uygulamalarda sık kullanılan suda çözünürlüğü düşük bir pestisittir. Thiramın çözündürme çalışmaları hidrofobik grupları aynı iki farklı yüzey aktif madde olan anyonik SDS (Sodyum dodesil sülfat)  ve katyonik DTAB (Dodesiltrimetil amonyum bromür)  miselleri kullanılarak yapıldı. Ayrıca bu yüzey aktif madde misellerinin bulunduğu ortamda pozitif ve negatif yüzey yüküne sahip iki farklı aktif karbon numunesi ile adsorpsiyon çalışmaları gerçekleştirildi.
Model olarak seçilen Thiram'ın çözünürlük çalışmaları hem pestisit formülasyonlarında uygun yüzey aktif madde seçimi hem de pestisitin tarımsal uygulamalarında önem taşımaktadır. Bunun yanında thiram ve yüzey aktif maddeler arasındaki etkileşimlerin incelenmesi yüzey ve yer altı suları, arıtma tesisleri, gibi birçok alanda önemlidir. Ayrıca yüzey aktif madde içeren çözeltilerde aktif karbonlar üzerinde adsorpsiyonunun incelenmesinin gerek toksik etkilerinin ortamdan etkin bir şekilde uzaklaştırılması gerekse etki mekanizmasının aydınlatılabilmesi açısından gerekli olacağı düşünüldü.
Bu çalışma; suda az çözünen bir organik maddenin farklı misellerde ve yüzey aktif maddelerin katı-sıvı ara yüzeyinde adsorplanması sonucunda çözündürülmesini amaçlamaktadır. Ayrıca bu maddenin misel bulunan ortamda pozitif ve negatif yüzey yüküne sahip iki farklı adsorbent ile etkileşiminin incelenmesi hedeflenmektedir. 
Elde edilen sonuçlarda thiramın artan yüzey aktif madde derişimi ile çözünürlüğünün arttığı belirlendi. SDS'nin çözündürme kapasitesinin DTAB'ın çözündürme kapasitesinden daha yüksek olduğu belirlendi.
Adsorpsiyon kinetiği verileri Lagergren 1. derece ve Yalancı 2. derece kinetik eşitlikleri kullanılarak modellendi. Ayrıca tanecik içi difüzyon grafikleri de çizildi. Thiram adsorpsiyonunun hem negatif yüzey yüküne sahip hem de pozitif yüzey yüküne sahip aktif karbon numuneleri için 2. Derece kinetik modele daha çok uyum gösterdiği ve tanecik içi difüzyon mekanizmasının etkili olduğu tespit edildi.
Thiramın adsorpsiyon mekanizmasını anlamak için Giles izotermleri kullanıldı. Çizilen izotermler Giles sınıflandırmasına göre L tipine uydu. Yüzey aktif madde miseli bulunmayan ortamda pozitif yüke sahip aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesi negatif yüke sahip aktif karbon numunesinden daha yüksek olduğu ve yüzey aktif madde misellerinin thiramın adsorpsiyonunu azalttığı veya aktif karbon ve yüzey aktif madde yapısına bağlı olarak tamamen engellediği belirlendi. Thiramın aktif karbonlar üzerinde adsorpsiyonuna yüzey aktif madde misellerinin engelleyici etkisi thiramın miseller içerisinde çözündürülmesi ile açıklanabilir.

Abstract:
Studies on reduction of negative impacts of pesticides have attracted considerable attention due to their importance in human life and environment. Thiram, poorly water soluble pesticide, is commonly used in agricultural applications. The solubilization of thiram was studied in micellar solutions of two different anionic and cationic surfactants possessing the same hydrocarbon tail but different hydrophilic head groups, namely sodium dodecyl sulphate and dodecyl trimethyl ammonium bromide. Adsorption of thiram onto different activated carbons (positively charged; PAC and negatively charged; NAC) has been also studied in the presence of this surfactant micelles.
Solubilization experiments of thiram which was chosen as a model are important for both pesticide formulations and agricultural applications. Thiram surfactant interaction studies are also important in many areas such as waste water treatment plants, surface and ground water. It was considered that investigation of adsorption on activated carbon using surfactant containing solution is necessary for both removal of toxic effects effectively from environment and clarifying of adsorption mechanism.
This study aimed to investigate solubilization of a poorly water soluble organic substance with different surfactant micelles and solubilization of surfactans on the solid-liquid interface as a result of adsorption. It is also aimed to investigate the interaction of this substance with different adsorbents in the presence of these surfactant micelles has been investigated.
The results showed that solibility of thiram increased with increasing surfactant concentration. It is found that SDS solubilizing capacity is higher than DTAB solubilizing capacity and hydrophobic interaction is the most important factor for thiram binding to the surfactant micelles.
Adsorption kinetic data were modeled using the Lagergren first order and the pseudo second order kinetic equations. Intraparticle diffusion graphics were also plotted. The data obtained from all kinetic studies are fitted to the pseudo-second order kinetic equation better than the Lagergren first order kinetic equation for both negative and positive activated carbons. It was determined that intraparticle diffusion mechanism played important role for all adsorption experiments.
The Giles isotherms were used to understand the adsorption mechanism of thiram Isotherms plotted appear to fit L-type according to Giles isotherm classification.  Our results showed that the adsorption capacity of positively charged activated carbon for thiram was higher than the adsorption capacity of negatively charged activated carbon in the aqueous solutions. Presence of micelles diminished the adsorption of thiram or totally inhibited depending on their structures. Inhibitory effect of micelles on the adsorption of thiram can be explained as a result of incorporation of thiram to micelles.