Hidroksamik asit hidrojellerinin hazırlanması, karakterizasyonu ve uranyum tutunmasında kullanımı

Abstract

IV ÖZET Yüksek Lisans Tezi Hidroksamik Asit Hidroj ellerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve Uranyum Tutunmasında Kullanımı Yasemin ÇALDIRAN Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Dursun SARAYDIN Bu çalışmada kullanılan poli(hidroksamik asit), N,N'-metilenbisakrilamid ya da etilen glikol dimetakrilatla çapraz bağlanmış poliakrilamid'in farklı kimyasal düzenlemeleri ile hazırlanmıştır. Çapraz bağlı poliakrilamid ise çözeltide serbest radikal polimerleşmesi ile elde edilmiştir. Çapraz bağlı poliakrilamid ve poli(hidroksamik asit)'in karakterizasyonu için infrared spektroskopisi yöntemi kullanılmıştır. Isısal analizi için differensiyel taramalı kalorimetre termogramları alınmış ve camsı geçiş sıcaklıkları saptanmıştır. Bu polimerlerin damıtık suda, uranil asetat ve uranil nitrat çözeltilerindeki şişme kinetiği ve difüzyonuna ilişkin parametrelerin belirlenmesi amacıyla şişme denemeleri yapılmış, difüzyon türü belirlenmiş ve difüzyon katsayısı hesaplanmıştır. Ayrıca çapraz bağlı poliakrilamid'in ağ yapı parametreleri hesaplanmıştır. Çalışmanın diğer bir bölümünde UC>22+ iyonunun bu polimerlere adsorpsiyonu incelenmiştir. Çapraz bağlı poliakrilamid örneklerinin bu iyonu adsorplamadığı, hidroksamik asit polimerlerinin ise bu iyonu adsorpladığı belirlenmiştir. Bu polimerlerin adsorpsiyon sonrası FT-IR analizlerinden yararlanılarak olası bağlanma mekanizması önerilmiştir.Kinetik çalışmalar sonucunda UC>22+ iyonunun bu polimerlere bağlanma tepkimesinin birinci dereceden bir tepkime olduğu saptanmıştır. Dengeye derişim, sıcaklık, pH ve adsorplayıcı kütlesinin etkileri incelenmiştir. Yapılan çalışmalarda 1 g poli(hidroksamik asit) 'in uranil çözeltilerinden 26-465 mg uranyum (VI) soğurduğu görülmüştür. Sonuç olarak, hidroksamik asit polimerlerinin iyi bir uranyum (VI) tutucusu olduğu söylenebilir. Anahtar Sözcükler: hidrojel, poli(hidroksamik asit), poliakrilamid, adsorpsiyon, uranyum (VI).

VI SUMMARY M.Sc. Thesis Preparation and Characterization of Hydroxamic Acid Hydrogels, and Their Uses in Uranium Adsorption by Yasemin ÇALDIRAN Cumhuriyet University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemistry Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Dursun SARAYDIN In this study, hydroxamic acid hydrogels have been prepared by different chemical modifications of crosslinked polyacrylamide with N, N'-methylene-bis- acrylamide or ethylene glycol dimethacrylate. Crosslinked polyacrylamide samples have been prepared by free radical polymerization reaction in the aqueous solutions. FT-IR spectra of crosslinked polyacrylamide samples and poly(hydroxamic acid) samples were taken for the identification of chemical structures. On the other hand, Differential Scanning Calorimeter thermograms of these polymers were taken to determine the glass-transition temperatures of them. Swelling studies were made in distilled water and the solution of uranyl acetate and uranyl nitrate for the purpose of the determining of some parameters about swelling kinetics and diffusion mechanism. Diffusional exponents of the polymers were determined, and diffusion coefficients were calculated by swelling studies. The network parameters of crosslinked polyacrylamide polymers were calculated by using of the results of swelling studies.Ml In the second part of this study, adsorption of U022+ ions by these polymers were studied. It has been observed that the crosslinked polyacrylamide polymers did not absorb U022+ ions, but poly(hydroxamic acid) samples adsorbed U022+ ions. The possible interaction mechanism between the functional groups which are ionizable in the polymers and U022+ ions has been supposed by using the analysis of FT-IR after adsorption. In the result of kinetic studies, it has been determined that interaction reaction between U022+ ions and these polymers was the first degree of reaction. The effects of concentration, temperature, pH and mass of adsorbent to equilibrium were investigated. It was seen that 1 g of poly(hydroxamic acid) samples were sorbed 26-465 mg uranium (IV) from the solutions of uranyl. As a result, it can be said that poly(hydroxamic acid) samples are a good adsorbent for uranium (VI). Key Words: hydrogel, poly(hydroxamic acid), polyacrylamide, adsorption, uranium (VI).