Arsenik ve selenyum iyonlarının adsorpsiyonunda kullanılan fonksiyonel polimerik adsorbent geliştirilmesi

Bu tez çalışmasında, çevre suları ve endüstriyel atık sulardan arsenik ve selenyum iyonlarının uzaklaştırılmasında kullanılacak, amin grubu içeren aşılanmış polietilen kaplı polipropilen (PE/PP) dokumasız kumaşlar, 60Co gama kaynağı ile başlatılan aşı polimerizasyonu yöntemi kullanılarak 4-(klorometil) stiren (CMS) aşılanması ile hazırlanmıştır. Aşı polimerizasyonunu gerçekleştirebilmek amacıyla PE/PP dokumasız kumaşlar, organik çözücü (toluen) ve emülsiyon (çözücü olarak su ve yüzey aktif madde tween20) çözeltileri kullanılarak farklı derişimlerde hazırlanmış olan CMS çözeltileri içerisinde, gama kaynağında toplam ışıma dozu 10 kGy olacak şekilde birlikte ışınlanarak hazırlanmıştır. Aşılama çalışmaları iki şekilde gerçekleştirilmiştir. Bu yöntemler, birlikte ışınlama ile aşılama ve ön ışınlama ile aşılamadır. Bu çalışmalar sonucunda en yüksek ve kararlı aşılama, birlikte ışınlama ile aşılama ve çözücü olarak toluenin kullanıldığı çalışmalardan elde edilmiştir. Birlikte ışınlama ile aşılama çalışmasında emülsiyon çözeltisi kullanılarak hazırlanan örneklerde yüksek aşılama dereceleri elde edilmiş ve kumaşlar esnekliklerini kısmen kaybetmişlerdir. Ön ışınlama ile aşılama çalışmalarında ise çözücü olarak toluen kullanılan çalışmalarda aşılama derecelerinin oldukça düşük olduğu gözlenmiştir. Aynı yöntem kullanılarak emülsiyon çözeltisi ile gerçekleştirilen çalışmada ise kumaşlarda kararlı bir aşılama elde edilemezken bazı örnek yüzeylerinde kısmen homopolimer kalıntıları gözlenmiştir. Arsenik ve selenyum iyonlarına seçici adsorbent hazırlanması amacı ile, optimum şartlarda elde edilen CMS aşılanmış PE/PP dokumasız kumaş yapısında bulunan klor grupları, 3-(dimetilamino)-1-propilamin ile modifiye edilmiştir. Modifikasyon işlemi sonucu klor gruplarının ile amin gruplarına dönüşüm miktarı 2,75 mmol DMAPA /g polimer olarak hesaplanmıştır. Amin grubu içeren modifiye edilmiş PE/PP dokumasız kumaş adsorbentin As(V) ve Se(VI) iyonları adsorpsiyonu için pH, adsorpsiyon kinetiği ve başlangıç derişimi etkisi çalışılmıştır. Çalışmalar sonucunda, her iki element için optimum çalışma pH'ı 4,00 olarak tespit edilmiştir. As(V) iyonu adsorpsiyonunun 360 dakikada dengeye geldiğini ve 250 ppm As(V) çözeltisinden adsorplanan miktarın 110,52 mg As(V)/g polimer olduğu bulunmuştur. Arsenik iyonlarını adsorplamış PE/PP dokumasız kumaş adsorbentin desorpsiyon çalışması %3 HNO3 ile gerçekleştirilmiş ve As(V) iyonlarının yaklaşık %100'ü desorbe edilmiştir. Tekrar kullanılabilirlik çalışmaları sonucunda As(V) iyonları adsorpsiyonunun, beş kez tekrarlanan adsorpsiyon desorpsiyon döngüsü süresince korunduğu gözlenmiştir. Se(VI) iyonu adsorpsiyonununda 360 dakikada dengeye geldiğini ve 250 ppm Se(VI) çözeltisinden adsorplanan miktarın 107,68 mg Se(VI)/g polimer olduğu bulunmuştur. PE/PP Dokumasız kumaş, CMS aşılanmış, amin grubu modifiye edilmiş, arsenik ve selenyum iyonu adsorplamış PE/PP dokumasız kumaşların kimyasal yapıları, yüzey morfolojileri ve termal özellikleri, FTIR, XPS, SEM, EDX, elemental analiz ve TGA teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir.