NİPA, NVP esaslı hidrojeller ile sulu çözeltilerden Cd(II) iyonu adsorpsiyonu
Adsorption of Cd(II) ions by NIPA and NVP based hydrogels
Yazar: YEŞİM KOVANKAYA
Danışman: DOÇ. DR. ECE KÖK YETİMOĞLU
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Hidrojeller = Hydrogels ; Kadmiyum = Cadmium

Özet:
Bu çalışmada, sulu çözeltilerden Cd(II) iyonlarının uzaklaştırılması amacıyla, N-izopropil Akrilamit (NİPA), N-vinil-2-pirolidon (NVP), Polietilen Glikol Diakrilat (PEGDA), Pentaerythrit-tetrakis-3(mercapto-propionat) (PENTA) monomerleri kullanılarak, [P(NVP/NİPA/PEGDA/PENTA)] hidrojeli sentezlenmiştir. Hidrojellerin yapıları Fourier Transform Infrared Spektroskopisi, Termal Gravimetrik Analiz, Taramalı Elektron Mikroskobu ile karakterize edilmiştir.
Hidrojellerin metal iyonlarını adsorplama kapasitesi üzerine pH, başlangıç metal iyon konsantrasyonu, sıcaklık ve adsorpsiyon denge süresinin etkisi incelenmiştir.
Diğer metal iyonlarına karşı hidrojellerin seçiciliği oda sıcaklığında ve 45oC sıcaklıkta incelenmiştir. Hidrojellerle Pb(II), Cd(II), Hg(II) ve Au(III) iyonlarının yarışmalı adsorpsiyonunda, P(NVP/NİPA/PEGDA/PENTA) hidrojeli için seçimlilik sırasının oda sıcaklığında, Cd>Hg>Pb, 45oC sıcaklıkta, Cd>Pb>Hg şeklinde olduğu görülmüştür.
Adsorpsiyon parametreleri Langmuir ve Freundlich izoterm modelleri kullanılarak tayin edilmiştir. 0,5 M HNO3 çözeltisi kullanılarak yapılan rejenerasyon işlemleri, P(NVP/NİPA/PEGDA/PENTA) polimerlerinin adsorpsiyon kapasitesinde kayıp olmaksızın 3 kez kullanılabileceğini göstermiştir. Hazırlanan hidrojelin gözlenebilme ve tayin sınırları tespit edilmiştir ve ayrıca optimum adsorpsiyon koşulları belirlendikten sonra gerçek numunelere uygulanabilirlik çalışmaları yapılmıştır.

Abstract:
In this study P(NVP/NİPA/PEGDA/PENTA) hydrogels were synthesized using N-izopropyl Acrylamide (NİPA), N-vinyl-2-pyrrolidone (NVP), Poly Ethylene Glycol Diacrylate (PEGDA) and Pentaerythrit-tetrakis-3(mercapto-propionat) (PENTA) monomers in order to remove Cd(II) from aqueous solutions. The structures of hydrogels were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy, Thermal Gravimetric Analysis and Scanning Electron Microscopy.
The effect of pH, initial metal ion concentration, temperature and adsorption equilibrium time on the metal ion binding capacity of hydrogels was also investigated.
The selectivity of the hydrogels towards the different metal ions was tested in room temperature at 45oC. The competitive adsorption of Pb(II), Cd(II), Hg(II), and Au(III) by hydrogels was found to be Cd>Hg>Pb for room temperature, and Cd>Pb>Hg for 45oC respectively.
The adsorption parameters were determined using both Langmuir and Freundlich isotherm models. A regeneration procedure by treatment with 0.5 M HNO3 solution showed that the P(NVP/NİPA/PEGDA/PENTA) polymers could be used three times without loss of their adsorption capacities. The detection and determination limits of the prepared hydrogel was determined and applicability to real samples were carried out after determining the optimum adsorption conditions.