Amidoksim fonksiyonel grubu içeren pamuk kumaşların aşı polimerizasyonu ile hazırlanması

Abstract

Bu tez çalışmasında, deniz suyunda eser miktarda bulunan uranyum iyonlarının geri kazanımında kullanılacak, amidoksim grubu içeren aşılanmış dokumasız pamuk kumaşlar, plazma ile başlatılan aşı polimerizasyonu yöntemi kullanılarak akrilonitril (AN) aşılanması ile hazırlanmıştır. Aşı polimerizasyonunu gerçekleştirebilmek amacıyla optimum plazma muamele koşullarının belirlenmesi için uygulanan güç ve plazma muamele süresi gibi farklı parametrelerle çalışılmıştır.Aşılama derecesini arttırmak için plazma ile muamele edilmiş dokumasız pamuk kumaşların AN ile aşılanması farklı reaksiyon sıcaklıklarında (40, 60 ve 70oC) ve farklı derişimlerde %10(w/w), %30(w/w), %50(w/w) ve %70(w/w), hazırlanan emülsiyon çözeltileri 24 saat aşılama sürelerinde gerçekleştirilmiştir. Uranyum iyonlarına seçici adsorbent malzeme hazırlanması amacı ile, optimum şartlarda elde edilen AN aşılanmış dokumasız pamuk kumaş yapısında bulunan nitril grupları, hidroksilamin ile modifiye edilerek amidoksim gruplarına dönüştürülmüştür. AO grubu içeren modifiye edilmiş dokumasız pamuk kumaş adsorbentin U(VI) iyonları adsorpsiyonu için pH, adsorpsiyon kinetiği ve başlangıç derişimi etkisi çalışılmıştır. Optimum pH 6.00 ortamında U(VI) iyonu adsorpsiyonunun 90 dakikada dengeye geldiğini ve 250 ppm U(VI) çözeltisinden adsorplanan miktarın 530,46 mg U(VI)/g adsorbent olduğu bulunmuştur. Uranil iyonlarını adsorplamış dokumasız pamuk kumaşların desorpsiyon çalışması %3 HNO3 ile gerçekleştirilmiş ve U(VI) iyonlarını yaklaşık %100'ü desorbe edilmiştir. Tekrar kullanılabilirlik çalışmaları sonucunda U(VI) iyonları adsorpsiyonunun beş adsorpsiyon desorpsiyon döngüsü boyunca korunduğu gözlenmiştir. Ayrıca 10 mL deniz suyu ile adsorpsiyon çalışması yapılmış ve 24 saat sonunda adsorpsiyon miktarı 0,17 mg U(VI)/g adsorbent olarak tespit edilmiştir.Dokumasız pamuk kumaş, AN aşılanmış, AO grubu modifiye edilmiş ve U(VI) iyonu adsorplamış dokumasız pamuk kumaşların kimyasal yapıları, yüzey morfolojileri ve termal özellikleri, FTIR, XPS, SEM, EDX ve TGA teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir.

In this thesis, amidoxime group containing nonwoven cotton fabrics were prepared by grafting with acrylonitrile (AN) using plasma-induced graft polymerization method for the recovery of uranium ions in trace amounts from seawater. Different parameters such as power applied and plasma treatment time were studied to determine optimum plasma treatment conditions in order to perform graft polymerization. The experiments were carried out by applying three different plasma powers (60, 80 and 100 watts) and three different treatment periods (3, 5 and 10 min) in the plasma process. Grafting of AN onto nonwoven cotton fabrics by using plasma-induced graft polymerization were carried out in emulsion solutions at different reaction temperatures (40, 60 and 70°C) and different concentrations (10% (w/w), 30% (w/w), 50% (w/w) and 70% (w/w)) for 24 h to increase the degree of grafting of AN. For the preparation of uranyl ion selective adsorbent, the nitrile groups in the AN grafted nonwoven cotton fabric was converted to amidoxime groups by using hydroxylamine. Desorption of uranyl ions from nonwoven cotton fabrics was performed by using %3 HNO3 and nearly 100% of U (VI) ions were desorbed. Five adsorption desorption cycles were obtained as a result of reusability studies. The adsorption amount was determined as 0,17 mg (VI)/g adsorbent from 10 mL of seawater for 24 hours. The chemical structures, surface morphology and thermal properties of nonwoven cotton fabric, AN grafted, AO group modified and U (VI) adsorbed nonwoven cotton fabrics were characterized by using FTIR, XPS, SEM, EDX and TGA techniques.