Ksantan GAM-G-2-(N-Morfolino) etilmetakrilat/titanyum oksit bazlı yeni yarı iç içe geçen ağ yapılı hidrojellerin sentezi, karakterizasyonu ve katyonik boyaların sulu çözeltiden tek ve rekabetçi adsorpsiyonu

Abstract

Organik boyaların endüstriyel atık sulardan uzaklaştırılması, çevrenin korunması ve canlı yaşamın devamı açısından özel ilgi çekmektedir. Bu çalışmada, titanyum oksit nanoparçacıkları (TiO2) içeren ksantan gamı (KsG)-graft-poli 2-(N-morfolino) etilmetakrilat (MEMA) bazlı yarı-iç içe geçen hidrojelleri serbest radikalik polimerizasyon yöntemi ile sentezlenmiştir. KsG-g-poli (MEMA) ve KsG-g-poli (MEMA)/TiO2%1,5, metilen mavi (MM+) ve kristal viyole (KV+) boyar maddelerinin tekli ve ikili sulu çözeltilerinden adsorpsiyon metoduyla uzaklaştırılması için etkili bir adsorban olarak kullanılmıştır. Gözenekli yapıya sahip olan hidjellerden KsG-g-poli (MEMA)/TiO2%1,5'nin şişme oranı %481,9 iken KsG-g-poli (MEMA)'nın %447,5'tur. Hidrojellerin sıfır yük noktası 7,8 olarak hesaplanmıştır. Boyar maddelerin sulu çözeltilerden uzaklaştırılması davranışlarında KsG-g-poli(MEMA) ve KsG-g-poli (MEMA)/TiO2%1,5 hidrojelleri için MM+ boyasında Dubinin-Raduskevich (D-R) izotermine ve KV+ boyasında Freundlich izotermine uyum göstermiştir. Kinetik çalışmalar, her iki boyanın KsG-g-poli (MEMA) ve KsG-g-poli (MEMA)/TiO2%1,5 adsorbanı ile adsorpsiyonunun parçacık içi difüzyon modeline uyduğunu ortaya çıkarmıştır. İkili sistem çalışmalarında, KV+'nın uzaklaştırılma yüzdesi MM+'den daha yüksek olarak bulunmuştur. Tekli sistem adsorpsiyon kapasiteleri ile karşılaştırıldığında, ikili sistemde her iki boyanın uzaklaştırılan miktarları daha yüksektir. Buna göre, her iki boyanın da KV+/MM+ karışım çözeltilerinden adsorpsiyonları sırasında sinerjik bir etkileşim gösterdiği sonucuna ulaşılmıştır. MM+ ve KV+ boya karışımlarından adsorpsiyonu için en uygun model yalancı ikinci derece model olduğu belirlenmiştir. Dördüncü adsorpsiyon-desorpsiyon döngüsünden sonra bile, adsorbanın boya çıkarma etkinliğinin nispeten yüksek olduğu belirlendi. KsG-g-poli (MEMA) ve KsG-g-poli (MEMA)/TiO2%1,5, kirli suyun arıtılmasında değerli ve yeniden kullanılabilir bir adsorban olabilmektedir.

The removal of organic dyes from industrial wastewater attracts special attention in terms of environmental protection and the continuation of living life. In this study, xanthan gum KsG-graft-poly 2-(N-morpholino) ethylmethacrylate (MEMA) based semi-interpenetrating hydrogels containing titanium oxide nanoparticles (TiO2) were synthesized by free radical polymerization method. KsG-g-poly (MEMA) and KsG-g-poly(MEMA)/TiO2%1.5 were used as an effective adsorbent for the removal of MB+ and CV+ dyestuffs from their single and double aqueous solutions by the adsorption method.The swelling ratio of KsG-g-poly (MEMA)/TiO2%1.5, which is one of the porous hydrogels, is 481.9%, while that of KsG-g-poly (MEMA) is 447.5%. The zero load point of the hydrogels was calculated as 7.8.In the removal behavior of dyestuffs from aqueous solutions, the KsG-g-poly (MEMA) and KsG-g-poly (MEMA)/TiO2 hydrogels were compatible with the Dubinin-Raduskevich (D-R) isotherm in the MB+ dye and the Freundlich isotherm in the CV+ dye.Kinetic studies revealed that the adsorption of both dyes with KsG-g-poly (MEMA)/TiO21.5% adsorbent fit the intraparticle diffusion model.In dual system studies, the percentage of removed of CV+ was found to be higher than MB+. Compared to the single system adsorption capacities, the removed amounts of both dyes are higher in the dual system. Accordingly, it was concluded that both dyes showed a synergistic interaction during their adsorption from CV+/MB+ mixed solutions. It was determined that the most suitable model for the adsorption of MM+ and CV+ dye mixtures was the pseudo-second order model. Even after the fourth adsorption-desorption cycle, the dye removal efficiency of the adsorbent was determined to be relatively high. KsG-g-poly (MEMA) and KsG-g-poly (MEMA)/TiO2%1.5 can be a valuable and reusable adsorbent in the treatment of multicomponent polluted water.