Grafen oksit ve nanoselüloz katkılı kitosan esaslı polimer membranların geliştirilmesi ve atık su arıtımında kullanılması

Abstract

Kitosan, doğada bulunan kaynaklardan üretilen biyobozunur, biyouyumlu, toksik özellik göstermeyen doğal bir polimerdir. Bu çalışmada kitosan membranın mekanik özelliklerini ve atık sudaki Cu(II) ve Pb(II) ağır metal giderimi özelliğini arttırmak amacıyla, sentezlenen grafen oksit ve nanoselüloz katkısı uygulanmıştır. Kitosan ve kompozit membranların üretimi çözelti dökme yöntemiyle yapılmıştır. Hazırlanan kompozit membranlara çekme testi, TGA (Termogravimetrik Analiz), FTIR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi), XRD (X-Işını Difraksiyonu), temas açısı ölçümü ve SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) karakterizasyon yöntemleri uygulanmıştır. Ağır metal giderimi ise UV-VIS (Ultraviyole ve Görünür Işık) Spektrofotometresi ve ICP-OES (İndüktif Eşleşmeli Plazma-Optik Emisyon Spektrometresi) yöntemleriyle incelenmiştir. Kitosan ve katkı malzemeleri arasındaki etkileşimler FTIR ve XRD ile, yüzey morfolojisi SEM ile başarılı bir şekilde gözlenmiştir. Grafen oksit katkısı ve çapraz bağlama işlemi ağır metal arıtımına olumlu etki etmiştir.

Chitosan is a biodegradable, biocompatible, non-toxic natural polymer produced from the sources found in nature. In this work, the synthesized grenafen oxide and nanocelulose additive was applied to increase the mechanical properties of chitosan membrane and to increase the Cu (II) and Pb (II) heavy metal removal properties in waste water. Chitosan and composite membranes were produced by solution casting method. TGA (Thermogravimetric Analysis), FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), XRD (X-Ray Diffraction), contact angle measurement and SEM (Scanning Electron Microscopy) characterization methods were applied to the prepared composite membranes. Heavy metal removal was investigated by UV-VIS (Ultraviolet and Visible Light) spectrophotometer and ICP-OES (Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry) methods. Interactions between chitosan and additive materials were successfully observed with FTIR and XRD, surface morphology SEM. Graphene oxide addition and cross-linking affects heavy metal treatment positively.