EuCl₃ ile katkılanmış yeni bir polimer kompozitinin hazırlanması, karakterizasyonu ve boyar madde giderimi için kullanılması

Abstract

Bu tez çalışmasında, serbest radikalik in-sitü polimerizasyon yöntemi ilelaboratuvar ortamında sentezlenen EuCl3 katkılı 4-vinilpridin-ko-akrilamid (poli(4-VP-koAAm)/EuCl3) hidrojelinin atıksulardan naftol yeşili B'yi giderim performansıaraştırılmıştır. Adsorbentin özellikleri, Fourier dönüşümlü kızılötesi (FT-IR)spektroskopisi, taramalı elektron mikroskopu (SEM) ve X-ışını kırınımı (XRD) analizlerigibi çeşitli tekniklerle tanımlanmıştır. Naftol yeşili B adsorpsiyon verimliliğinin pH,adsorbent madde miktarı, başlangıç naftol yeşili B boya konsantrasyonu, sıcaklık ve temassüresi gibi değişkenlere bağımlılığı kesikli sistemde incelenmiştir. En yüksek giderimverimi 30 mg/L başlangıç naftol yeşili B konsantrasyonu, 0,05 g/100 mL Poli(4-VP-koAAm)/EuCl3 dozajı, pH=5,42 ve 25 °C sıcaklıkta %98,40 olarak elde edilmiştir. Deneyseldenge verilerileri Langmuir izoterm modeli ile daha iyi uyum sağlamıştır. Kinetiksonuçlar, adsorpsiyon prosesinin hız belirleme basamaklarından biri olarak iç difüzyon ilebirlikte yalancı ikinci derece kinetiği ile tanımlanabileceğini göstermiştir. Adsorpsiyonprosesinin ekzotermik ve kendiliğinden olduğu bulunmuştur. Adsorpsiyon prosesi üzerineseçilen parametrelerin etkileşim etkilerini belirlemek ve prosesin adsorpsiyon kapasitesinioptimize etmek için yanıt yüzey yöntemi (YYY)'nde bulunan merkezi kompozit tasarım(MKT) kullanılmıştır. Optimunm şartlar 110 mg/L naftol yeşili B konsantrasyonu, 0,05g/100 mL poli(4-VP-ko-AAM)/EuCl3 dozajı ve 165,81 dk temas süresi olarakbulunmuştur. Bu şartlar altında adsorpsiyon kapasitesi 206,46 mg/g olmuştur.Elde edilen deneysel sonuçlar, adsorbent olarak Poli(4-VP-ko-AAm)/EuCl3hidrojeli kullanılarak naftol yeşili B boyasının başarılı bir şekilde atıksulardangiderilebileceğini göstermiştir.Anahtar kelimeler: Adsorpsiyon, naftol yeşili B, poli(4-VP-ko-AAm)/EuCl3 hidrojeli, yanıt yüzey yöntemi

In this thesis, the performance of the 4-vinylpyridine-co-acrylamide doped EuCl3(poly(4-VP-co-AAm)/EuCl3) hydrogel synthesized in the laboratory by free radical in-situpolymerization method in removing naphthol green B from wastewater was investigated.The properties of the adsorbent have been described by various techniques such as Fouriertransform infrared (FT-IR) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and X-raydiffraction (XRD) analyses. The dependence of naphthol green B adsorption efficiency onvariables such as pH, amount of adsorbent, initial naphthol green B dye concentration,temperature and contact time were investigated in batch system. The highest removalefficiency 30 mg/L initial naphthol green B concentration, 0.05 g/100 mL poly(4-VP-coAAm)/EuCl3 dosage, pH=5.42 and at 25 °C, was obtained as 98.40%. Experimentalequilibrium data were in better agreement with the Langmuir isotherm model. The kineticresults showed that the adsorption process can be described by pseudo-second-orderkinetics with internal diffusion as one of the rate-determining steps. The adsorption processwas found to be exothermic and spontaneous. In order to determine the interaction effectsof the selected parameters on the adsorption process and to optimize the adsorptioncapacity of the process, the central composite design (CCD) in the response surfacemethodology (RSM) was used. Optimum conditions were found to be 110 mg/L naphtholgreen B concentration, 0.05 g/100 mL poly(4-VP-co-AAM)/EuCl3 dosage and 165.81 mincontact time. The adsorption capacity under these conditions was 206.46 mg/g.Experimental results showed that naphthol green B dye can be successfullyremoved from wastewaters using poly(4-VP-co-AAm)/EuCl3 hydrogel as adsorbent.Key words: Adsorption, naphthol green B, poly(4-VP-co-AAM)/EuCl3 hydrogel, response surface methodology