Etilendiamin fonksiyonel gruplarını içeren polimerik adsorbent hazırlanması ve arsenik(V) iyonlarının adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Preparation of ethylenediamine functional groups containing polymeric adsorbent and investigation of arsenic(V) adsorption properties
Yazar: ESRA GÖKOĞLU
Danışman: PROF. DR. CENGİZ KAVAKLI
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Sulu çözeltilerden As(V) iyonlarının uzaklaştırılması için klorometil polistiren (PS) polimerik partikülleri etilendiamin (EDA) ile modifiye edilerek polimerik adsorbent partiküller (EDA-PS) hazırlanmıştır. PS, EDA-PS ve As(V) iyonlarını adsorplamış polimerik adsorbent partiküllerin (As(V)-EDA-PS) kimyasal yapıları; elementel analiz, FTIR, SEM, EDX ve XPS ile karakterize edilmiştir. As(V) iyonlarının     EDA-PS polimerik adsorbent partiküllerin As(V) iyonları adsopsiyonuna pH, adsorpsiyon temas süresi, başlangıç derişimi, girişim yapan anyonlar ve iyonik şiddetin etkisi kesikli sistemde incelenmiştir. Sulu çözeltilerden As(V) adsorpsiyonu için en uygun pH değeri 4.00 olarak tespit edilmiştir. As(V) iyonlarının EDA-PS polimerik adsorbent partiküller yüzeyine adsorplanma süresinin 6 saatte dengeye ulaştığı ve yalancı ikinci derece kinetik model üzerinden adsorplandığı tespit edilmiştir. Langmuir modeline göre EDA-PS polimerik adsorbent partiküllerin teorik As(V) iyonlarını adsorplama kapasitesinin 101,01 mg As(V)/g EDA-PS olduğu tespit edilmiştir. As(V) iyonlarının adsorpsiyonuna girişim yapan anyonların sırasının SO42- ˃ PO43- ˃ Cl- ˃ NO3-  olduğu gözlenmiştir. Çözelti ortamında NaCl derişiminin artması ile EDA-PS polimerik adsorbent partiküllerin As(V) adsorpsiyonunda azalma olduğu tespit edilmiştir. EDA-PS polimerik adsorbent partiküllerin tekrar kullanılabilir oldukları %4 HNO3 çözeltisi ile rejenere edilerek tespit edilmiştir.  EDA-PS polimerik adsorbent partiküllerinin çeşme sularından,  20-200 µg/L aralığında As(V) iyonlarının uzaklaştırılmasında etkili bir şekilde uygulama potansiyeli olduğu bulunmuştur.

Abstract:
EDA-PS polymeric adsorbent particles were prepared from chloromethyl polystyrene (PS) particles by modifying ethylenediamin (EDA) to remove As(V) ions from aqueous solutions. The chemical structures of PS, EDA-PS and As(V) adsorbed polymeric particles (As(V)-EDA-PS)  were characterized by elemental analysis, FTIR, SEM, EDX and XPS. The effect of pH, contact time, initial concentration, interfering anions, and ionic strength for  the adsorption of As (V) ions by EDA-PS polymeric adsorbent particles have been examined in batch system. The optimum pH for As(V) adsorption from aqueous solution was determined to be 4.00. The adsoprtion contact time of As(V) ions on EDA-PS polymeric adsorbent particles has been found to reach equilibrium witin 6 hours and As (V) adsorption follows the pseudo-second-order kinetic model. Maximum theoretical adsorption capacity of EDA-PS particles were calculated according to the Langmiur model and it was found to be 101,01 mg As(V)/g EDA-PS. It was observed that the order of interfering anions on As(V) adsorption is: SO42- ˃PO43- ˃Cl- ˃NO3-. With the increase of NaCl concentration in the solution medium, a decrease in As(V) adsorption by the EDA-PS polymeric adsorbent particles was found. It was determined that EDA-PS polymeric adsorbent particles can be reused by regenerating with %4 HNO3 solution. EDA-PS polymeric adsorbent particles have a potential application in the range of 20 - 200 µg/L for the removal of As(V) ions from tap water.