Tekstil boyar maddelerinin akıllı hidrojeller ile uzaklaştırılması

Abstract

Bu çalışmada çapraz bağlı poli(3-akrilamidopropiltrimetil amonyum klorür) p(AMPTCl), poli(akrilik asit) p(AAc) ve p(AMPTCl-co-AAc) kopolimerik hidrojellerin hazırlanması, karakterize edilmesi ve tekstil boyar maddesi adsorpsiyonundaki kullanımı amaçlandı. Ağ yapılı p(AMPTCl-co-AAc) kopolimerik hidrojelleri; AMPTCl ve AAc monomerlerinin radikalik polimerleşme tepkimesi ile hazırlandı. Çapraz bağlı p(AMPTCl), p(AAc) ve p(AMPTCl-co-AAc) hidrojellerinin sentezinde çapraz bağlayıcı olarak N,N'-metilenbisakrilamid (MBA), redoks başlatıcısı ve hızlandırıcısı olarak amonyumpersülfat (APS) ve N,N,N',N',-tetrametilendiamin (TEMED) kullanıldı. Hidrojellerin spektroskopik incelemeleri Fourier Dönüşümlü İnfrared Spektroskopisi (FT-IR) ile yapıldı. Deiyonize suda ve boya çözeltilerinde p(AMPTCl-co-AAc) hidrojellerinin dinamik şişme deneyleri çalışıldı ve şişme parametreleri hesaplandı. Hidrojellerin şişme davranışına ortam pH ve iyonik şiddetinin etkisi incelendi. Bu çalışmalar sonucu sentezlenen p(AMPTCl-co-AAc) hidrojellerinin poliamfolit özellikte oldukları anlaşıldı. p(AMPTCl-co-AAc) hidrojellerinin çapraz bağlar arası ortalama mol kütlesi ( ), gözenek büyüklüğü ( ? ), çapraz bağ yoğunluğu (q) gibi ağ yapı parametreleri hesaplandı. p(AMPTCl-co-AAc) hidrojellerine Remazol Brillant Blue R (RBB-R) ve Remazol Brillant Orange 3R (RBO-3R) tekstil boyar maddelerinin adsorpsiyonu farklı sıcaklıklarda çalışıldı ve adsorpsiyon izotermleri oluşturuldu. Sonuçlar; bazik boyaların hidrojellere adsorpsiyonun Freundlich izotermi ve Klotz eşitliğinin her ikisiyle de çok uyumlu olduğunu göstermiştir. Bu sonuçlar; p(AMPTCl-co-AAc) poliamfolit hidrojellerinin tekstil endüstrisinde önemli bir sorun olan anyonik boyalar gibi kirleticileri içeren atık suların arıtılmasında adsorban olarak kullanılabileceğini önermektedir.Anahtar sözcükler: Hidrojel, ağ yapı, poliamfolit, adsorpsiyon, tekstil boyası.

In this study; it was aimed that preparing, characterization and using of crosslinked poly(3-acrylamidopropyl)-trimethylammonium chloride p(AMPTCl), poly(acrylicacid) p(AAc) and p(AMPTCl-co-AAc) hydrogels in adsorption studies of textile dye. p(AMPTCl-co-AAc) network hydrogels were obtained with the reaction of AMPTCl and AAc monomers by using radical polymerization. N,N?-methylenebisacrylamide (MBA) as crosslinker, N,N,N?,N?-Tetramethylethylenediamine (TEMED) and ammonium persulphate (APS) as redox initiator system were used to obtain crosslinked p(AMPTCl), p(AAc) and p(AMPTCl-co-AAc) hydrogels. Spectroskopic investigations of hydrogels were done with Fourier Transform Infrared Specctroscopy (FT-IR). Dynamic swelling experiments of p(AMPTCl-co-AAc) hydrogels were studied in deionized water and aqueous dye solutions and swelling parameters were calculated. The effect of pH and ionic strenght of environment onto the hydrogels swelling behaviors was examined. As a result of these investigations, it was realized that p(AMPTCl-co-AAc) hydrogels have got polyampholite properties. Network parameters such as average molecular weight of between crosslinks ( ), mesh size ( ? ), crosslinks density (q) of hydrogels were calculated. The adsorption of Remazol Brillant Blue R (RBB-R) and Remazol Brillant Orange 3R (RBO-3R) textile dyes onto p(AMPTCl-co-AAc) hydrogels was studied at different temperature and adsorption isotherms were obtained. The results revealed that the adsorption of basic dyes onto hydrogels fit very well both Freundlich isotherm and Klotz equation. These results suggest that p(AMPTCl-co-AAc) polyampholite hydrogels can be used as an adsorbent for the treatment of wastewater containing pollutants such as anionic dyes, which is an important problem for the textile industry.Keywords: Hydrogel, network, polyampholite, adsorption, textile dye.