Poliamidoamin dendrimerleri ile modifiye edilmiş süperparamagnetik demir oksit nanopartiküllerin hazırlanması ve bazı ağır metallerin ve boyar maddelerin adsorpsiyonunda kullanılması
Prepation of the superparamagnetic iron oxide nanoparticles modified with polyamidoamin dendrimers and using them in adsorption of some heavy metals and dyestuffs
Yazar: SELMA EKİNCİ
Danışman: PROF. DR. ZÜLFİYE İLTER ; DR. ÖĞR. ÜYESİ SELAMİ ERCAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, süperparamanyetik demir oksit nanopartikül temelli iki yeni adsorbentin sentezlenmesi ve sentezlenen bu adsorbentlerin bazı ağır metal ve boyar maddelerin sulu çözeltiden uzaklaştırılmasında kullanılması amaçlanmıştır. Adsorbent sentezi için ilk önce demir oksit nanopartiküller sentezlenmiştir. Ardından nanopartiküllerin kararlılığını sağlamak için silika ve aminopropiltrietoksisilan ile kaplanmıştır. Kaplama işleminden sonra nanopartiküller poliamidoamin dendrimeri ve amonyum purpurat ile modifiye edilerek birinci adsorbent elde edilmiştir. Poliamidoamin dendrimeri ve amonyum purpurat ile modifikasyon işlemi ikinci kez tekrar edilerek ikinci adsorbent de elde edilmiştir. Adsorbentlerin sentez aşamalarında her basamaktan sonra
karakterizasyon işlemleri yapılarak sentezin doğruluğu kanıtlanmıştır. Hazırlanan her iki adsorbent, Pb(II), Ni(II), Co(II) ve Cr(III) ağır metalleri ile Alizarin Sarısı ve Eriokrom Siyahı T boyarmaddelerinin sulu çözeltiden uzaklaştırılmasında kullanılmıştır. Adsorpsiyona temas süresinin, sıcaklığın, pH'ın, adsorbent miktarının ve başlangıç konsantrasyonunun etkileri incelenmiş olup adsorpsiyon verileri Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izotermlerinde değerlendirilmiştir. Langmuir ve Freundlich sabitleri hesaplanmıştır. Ayrıca deneysel çalışmalar sonucu elde edilen kinetik veriler Pseudo birinci ve ikinci derece hız denklemlerine uygulanarak adsorpsiyonların hız sabitleri hesaplanmıştır. Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre adsorbentler hem ağır metallerin hem de boyarmaddelerin uzaklaştırılmasında etkili olmuşlardır. Adsorpsiyon işlemlerinin tamamlanmasının ardından tez çalışmasında sentezlenen nanopartiküllerin antibakteriyel etkisi de incelenmiştir. 9 farklı bakteri kullanılarak dilüsyon yöntemiyle antibakteriyel etkileri belirlenmiştir. Çalışmada sentezlenen nanopartiküllerin, bazı bakteri türlerine karşı antimikrobiyal etkilerinin de olduğu kanıtlanmıştır.

Anahtar Kelimeler: demir oksit nanopartiküller, PAMAM, adsorpsiyon, müreksit, ağır metal, boyarmadde, dendrimer, antimikrobiyal etki.

Abstract:
In this study, two new adsorbents based on superparamagnetic iron oxide nanoparticle were synthesized and they were employed for the removal of some heavy metals and dyes from aqueous solution. First, Fe3O4 nanoparticles were prepared for the synthesis of adsorbents. Then, Fe3O4 was coated with silica and aminopropyltriethoxysilane to ensure the stability of the nanoparticles. After coating, the nanoparticles were modified with polyamidoamine dendrimer and ammonium purpurate to obtain the first adsorbent. Modification with polyamidoamine dendrimer and ammonium purpurate was repeated for the second time and a second adsorbent was obtained. The synthesis of the adsorbents has been proved by the characterization processes after each step. Both adsorbents were used to remove Pb (II), Ni (II), Co (II) and Cr (III) heavy metals and Alizarin Yellow and Eriochrom Black T dyestuffs from aqueous solution. The effects of contact time, temperature, pH, adsorbent amount and initial concentration to the
adsorption were investigated and adsorption datas were evaluated to Langmuir and Freundlich adsorption isotherms. Langmuir and Freundlich constants were calculated. In addition, kinetical datas obtained as a result of experimental studies were applied to Pseudo first and second order kinetic equations and rate constants of adsorptions were calculated. According to the results of the study, adsorbents were effective in removing both heavy metals and dyestuffs. Following the completion of adsorption processes, the antibacterial effect of nanoparticles synthesized in the thesis study was also investigated. Antibacterial effects were determined by dilution method using 9 different bacterias. It has proven that the nanoparticles synthesized in this study have also anti-bacterial effects against some bacterias.

Keywords: Iron Oxide Nanoparticles, PAMAM, Adsorption, Murexide, Heavy Metal, Dyestuff, Dendrimer, Antimicrobial effect.