Kitosan–organofilik tabakasal silikat nanokompozit hidrojellerinin sentezi ve ağır metal gideriminde kullanımı

Bu projede, spirulina yosunu, NaMMT nanodolgusu yüzeyinde hareketsiz kılınarak hem organofilik bir nanokil yapısı elde edilmiştir, hem de Spirulina yosununun yüzey alanı arttırılmıştır. Elde edilen Spirulina-MMT nanodolgusu, kitosan biyopolimeri ile etkileştirilerek, kitosan nanokompozit hidrojelleri hazırlanmıştır. Herhangi bir organik çapraz bağlayıcı kullanılmadan, kitosan polimeri fiziksel çapraz bağlanma ile hidrojel forma dönüştürülmüştür. Kitosan polimerinin kendi içindeki yoğun fiziksel çapraz bağlanmasına, Spirulina yosunu fonksiyonlu grupları ile katkıda bulunmuştur. Projede polisakkarit ve protein yapısı içeren Spirulina mikroyosunun montmorillonit (MMT) kiline immobilizasyonu ile organofilik MMT (Sp-MMT) eldesi ve hazırlanan kitosan (CH) nanokompozit hidrojellerinin metal adsorpsiyonu ile şişme özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Polimer nanokompozit hidrojellerin ısıl ve morfolojik özelliklerine nanodolgunun yükleme derecesinin etkisi, ısıl gravimetrik analiz (TGA), taramalı elektron mikroskobu (SEM) yöntemleri ile araştırılmıştır. Hidrojellerin krom metal iyonunu adsorplama kapasitesi, UV-VIS spektrofotometresi ile saptanmıştır. Saf kitosan hidrojeli ve NaMMT dolgulu nanokompozit hidrojellere göre, Sp-MMT dolgulu hidrojellerin daha yüksek şişme ve metal adsorplama kapasitesine sahip oldukları bulunmuştur. Ağırlıkça % 1 oranında Sp-MMT dolgusu içeren CH nanokompozit hidrojeli (CH- 1SpM) ile suda maksimum şişme, gelişmiş ısıl özellikler ve maksimum adsorpsiyon kapasitesi elde edilmiştir. Literatür verilerinde, Spirulina ve MMT dolgusunun tek başlarına adsorban olarak kullanıldıklarında sırasıyla ağırlıklarının sadece % 4.8 ve % 0.36‟sı kadar Cr(VI) iyonu adsorpladıkları rapor edilmiştir. Bu çalışmada ise üretilen maksimum adsorpsiyon kapasitesine sahip CH-1SpM nanokompozit hidrojelinin, içerdiği Spirulina ağırlığının yaklaşık % 3800‟ü kadar Cr(VI) iyonunu adsorpladığı bulunmuştur. Ayrıca, CH-1SpM hidrojelinin, saf hidrojele göre, yaklaşık % 175 daha fazla kromat anyonunu uzaklaştırdığı bulunmuştur. Su absorpsiyonu ve metal adsorpsiyonu özelliklerinin iyileştirlmesi, chitosan matrisle etkileşen Spirulinan‟nın açık bir ağımsı formda olması ve su ve kromat anyonları ile olan maksimum etkileşimine dayandırılmıştır.