Dietilaminoetil dekstran/epiklorohidrin hidrojelinin sentezi, karakterizasyonu ve asi nehrindeki ağır metal iyonlarının tutulmasında kullanımının araştırılması

Abstract

Sunulan çalışmada, dietilaminoetil dekstran/epiklorohidrin (DEAE-D/ECH) karışımından NaOH varlığında 55,5 oC'de, sulu çözeltideki monomerik çapraz bağlayıcı olan ECH ile DEAE-D'ın hidroksil gruplarının molekül içi yan zincir tepkimesi ile polimerik hidrojel elde edilmiştir. DEAE-D/ECH sistemi için etkin çapraz bağlanmanın en uygun şartları; sıcaklık, çapraz bağlayıcı miktarı, hızlandırıcı N,N,N',N'?tetrametiletilendiamin (TEMED) miktarı ve ortam pH'sı belirlenmiştir. Dengedeki şişme derecesi (%), jelleşme yüzdesi, ağırlıkça şişme oranı, dengedeki su içeriği gibi bazı şişme parametreleri bulunmuştur. Hidrojelin suyu absorplama kapasitesi bulunmuştur. Hidrojelin pH'a bağlı şişme yeteneği araştırılmış ve asidik ortamda bazik ortamdan daha fazla şişme yeteneğine sahip olduğu bulunmuştur.DEAE-D, ECH ve DEAE-D/ECH jelinin FTIR spektrumları karşılaştırılmıştır. DEAE-D/ECH hidrojelinin termal analizleri (TGA ve DSC) karşılaştırılmış ve ECH'nin etkisi, hidrojelin ısıl kararlılığı aydınlatılmıştır. Ayrıca kuru ve şişmiş hidrojel örneklerinin yüzey şekli SEM analizi ile incelenmiştir. DEAE-D/ECH tepkime ürünlerinin viskozitesi döner viskozimetre ile zamanın bir fonksiyonu olarak, 55,5oC'de sürekli kaydedilmiştir. Tepkime boyunca viskozite değişikliğinin izlenmesiyle jel noktası bulunmuştur.DEAE-D/ECH hidrojeli Asi Nehri'nden Zn+2, Pb+2, Cd+2 ve Mn+2 gibi toksik metal iyonlarının uzaklaştırılması için kullanılmıştır. Bu metal iyonlarının adsorpsiyon özelliği fotometrik spektrometre ile araştırılmıştır. Metal iyonu alım miktarına bağlı ilgi sırası Zn+2>Mn+2>Pb+2>Cd+2 şeklindedir.

In the present study, it was synthesized polymeric hydrogel from diethylaminoethyl dextran/epicholorohydrine (DEAE-D/ECH) mixtures by intermolecular side-chain reaction of DEAE-D hydroxyl groups with monomeric crosslinking agents, ECH in aqueous solutions at 55,5 oC in the presence of NaOH. The optimum conditions of effective crosslinking for DEAE-D/ECH system i.e. temperature, amount of crosslinker, ECH, amount of accelerator N,N,N?,N?-tetramethyl ethylene diamine (TEMED) and pH of medium were determined. Some swelling parameters such as equilibrium swelling degree (%), gelatin (%), volume swelling rate of mass swelling, equilibrium water content were evaluated. Absorption capacity of hydrogel was determined. pH dependent swelling of hydrogel was investigated and higher swelling ability at acidic medium than that of basic medium were determined.FTIR spectrum of DEAE-D, ECH and DEAE-D/ECH gel were compared. Thermal analysis (TGA and DSC) of DEAE-D and DEAE-D/ECH hydrogel were compared and effectiveness of ECH, thermal stability of hydrogel was characterized. In addition, surface morphology of the dry and swollen hydrogel samples were examined by SEM. The viscosity of DEAE-D/ECH reaction products was recorded continuously at 55,5 oC as a function of time with rotary viscometer and gel point was determined by following of viscosity changes during reaction.DEAE-D/ECH hydrogel was utilized for the removal of toxic metal ions such as Zn+2, Pb+2, Cd+2 and Mn+2 from Orontes River. The adsorption characteristics of these metal ions to DEAE-D/ECH hydrogel were investigated by photometric spectrometer. The order of affinity based on amount of metal ion uptake was found as follows: Zn+2>Mn+2>Pb+2>Cd+2.