Ultrafiltrasyonla membranlardan düşük molekül ağırlıklı çözünenlerin deriştirilmesi ayrılması

Abstract

ÖZET Bu çalışmada EC-PEG tfOOO alaşım membranlar kullanıla- +2 +2 +3 rak metalik iyonların (Cu,l/li, Fe ) deriştirilmesine ve ayrılmalarına çözünür bazı polimerlerin [Poli(etilen imin)= PEI,Poli(vinil alkol)=PVA, Dextran, Aljinik Aait=A.A.] etki leri incelenmeye çalışılmıştır. Metalik iyonların ve metalik iyon-polimer çiftlerinin analizleri spektrof otometrik olarak yapılmıştır. Geçirgenlik testleri ultraf iltrasyon aletiyle yapılmış ve en yüksek au geçirgenliğine sahip alaşım membran ile çalışılmıştır. Üretilen membranlarm değişen basınç farkı değerlerin de su geçirgenliği; sabit basınçta ve farklı pH'larda metalik +2 +2 iyonların geçirgenlikleri ölçülmüştür. Membranın Cu ve i/li için geçirgen, fakat Fe+ için belli bir tutulma gösterdiği +3. görülmüş; bu ise Pg.. 'ün hidrolize uğraması ile açıklanmıştır. Metalik iyon-polimer çiftlerinin herbiri ile' sabit basınçta, farklı pH ve farklı polimer derişimlerindeki tutul- +2 +2+3 maları incelenmiş ve Cu -polimer, Ni -polimer, Fe -polimer çiftleri için sırasıyla 6.0,6.9,3. 1. pH'larında ve 2x1D M metalik iyon ve 2x10~ birim g /İt.jxflimsr dadşirnlferiJide,jıiakMîraJm ?' tutulmanın olduğu görülmüş, optimum pH ve polimer derişim-* leri saptanmıştır. pH ve polimerik ligand derişimlerinin art masıyla metalik iyonlprm tutulmalarının arttığı görülmüştür. Tutulmanın artması, artan pH ile metalik iyonlarla bağ yapa cak polimerdeki monomer birimlerinin artması ve metalikII iyonların belli bir kısmının polimerle kompleksleşmesiyle açıklanmıştır. Gptimum nH ve polimer derişiminde metalik iyon-polimer çiftlerinin değişen basınç farkı değerleuindeki tutulmaları incelenmiş ve beklenildiği gibi belli bir süre sonra konsant rasyon polarizasyonu nedeniyle tutulma sabit kalmıştır. Fe+3-PVA, Dextran, A. A. ile Cu+Z ve Ni+2,den, Cu+2-PEI +3 +2 ile Fe ve I/li 'den daha kararlı kompleks oluşturarak % 7D'ın +3 + 2 üzerinde tutulma göstermiştir. Fe ve Cu için belirgin seçimlilik gösteren polimerler kullanılarak metalik iyon ka rışımından ikinci bir metalik iyonu ayırmak mümkün olmuştur; Fe -Cu karışımına A. A. ilave edildiğinde Cu çok az tu tulma gösterirken, Fe 'ün % 91'den fazlasının tutulduğu gö- +3 +2 rülmüş ve Fe 'ü Cu 'den ayırmak mümkün olmuştur. Fakat +2 -^ 3 s. +2 +3 Cu -Fe karışımına PEI ilave edildiğinde Cu ve Fe her ikiside % 50 tutulma gösterdiğinden ayırma çok başarılı ola mamıştır. Fe+3 ile PVA, Dextran, A. A ve Cu+2,l/!i + 2 ile PEI 'nin + 3 +3 kuvvetli kompleks oluşturdukları Fe -PV/A, Fe -Dextran, +3 Fe -A. A. için dalga boylarının sırasıyla 270,266,274 nm'den 290,287,290 nm'ye ve Cu+2-PEI, I/li+2-PEI için 217 nm'den 268 ve 230 nm'ye kaymalarından anlaşılmıştır ve ult- raf iltrasyonla elde edilen sonuçları desteklediği görülmüştür. Metalik iyon-polimer çiftlerinin farklı nH'larda verdikleri absorbansları incelenmiş ve ultraf iltrasyon sonucu bulunan sonuçlarla tam uyum içinde olduğu saptanmıştır.Ill Ultrafiltrasyon ve spektrof otometrik çalışmaların sonucunda mitalik iyonların sulu çözeltilerinin çözünür po- limerler (PEI,PVA, Dextran, A. A.) ile deriştirilebileceği ve +3 +2 Fe, Cu iyonları için- belirgin seçimlilik gösteren poli- merler ile iki iyon çiftinin ayrılabileceği anlaşılmıştır.

IV SUMMARY In this research, the effects of same soluble polymers [Poly (vinyl alcohDl)=PVA, Poly (ethyleneimine)=PEI.Dextran, Alginle acid=A.A] on the concentration and separation of metal ions (Cu*2,Ni+Z,Fe+3) have been studied by using the EC-PEG ^000 alloy membranes. The analysis of the metal ions and metal ion-polymer couples have been carried out spectrophotometrically. The permeation tests have been done with an ultrafiltration device and an alloy-membrane with a high water permeability has been used. The water permeability of the membranes produced has been measured at various pressures. The permeability of metal ions however has been recorded at constant pressure but dif. - ferent pH values. It has been noticed that the highest water +2 +2 permeable membrane is also permeable towards Cu and IMi +3 but has shown a considerable rejection for Fe as a result of the hydrolysis of Fe. The rejection of each metal ion-polymer couple ât fche same conditions has been analyzed. The. maximum rejection time for Cu -polymer, IMi -polymer, Fe -polymer couples has been observed at pH values of 6.0,6.9 and 3.1 -3 respectively, at metal ion concentration of 2x1D M and polymer _3 concentration of 2x10 unit g /liter. These values have been regarded as optimum nH and polymer concentrations. The rejec tion rafi metal ions has been enhanced by an increase in pH and concentration of the polymeric ligand which is due to thecomplexation of some metal ions with the polymer and increasing number of monomeric units to interact with the metal ions. At optimum pH and polymer concentrations, the rejection of metal ion-polymer couple has been investigated by varying the pressure. After a certain period of time, the rejection has remained unchanged as might be expected throughout a concentration polarization. +3 Fe has formed a complex with PUA, Dextran and A. A. + 2 +2 more stable than with Cu' and l/li ; on the other hand, with +2 PEI Cu has produced the most stable complex exhibiting a rejection of over 7D %. By using polymers having marked +3 * +2 selectivity for Fe and Cu,it been possible to separate a metal ion from a mixture of metal ions. When A. A. was +3 +2 +2 added into the Fe -Cu mixture, Cu has showed a low degree of rejection while for Fe it has been over 91 %. + 2 +3 However when PEI was introduced in a Cu -Fe, the rejection has been observed to be about 50 % for both ions, consequently an incomplete separation has appeared. The complexation of Fe with PVA, Dextran, A. A. has been proved by the wavelength shifts respectively from 270,266,274 (nm) to 290,287,290 (nm) and for Cu+2 and IMi+2 with PEI from 217(nm)to 268 and 230(nm). The absorbances of metal ion-polymer couples have been recorded at different pH values and deter mined to be in accordance with the ultrafiltration results. The results that aqueous solutions of metal ions can be concentrated by soluble polymers (PEI,PVA, Dextran, A. A.) and two ion pails can be separated by polymers selective for Fe +2 Cu ions, have been demonstrated by the ultrafiltration and spectrophol trie data.