Manyetik Fe3O4-kitosan mikro/nanoparçacıkların sentezi, karakterizasyonu ve sulu ortamdan Bromtimol Mavisi uzaklaştırma kapasitelerinin belirlenmesi

Bu çalışmada, ilk olarak ikili çöktürme yöntemi kullanılarak manyetik nanoparçacıklar (MNP) sentezlenmiş ve sentezlen tanecikler Fourier Dönüşümlü İnfrared Spektroskopisi (FTIR), Termogravimetrik Analiz (TGA), Dinamik Işık Saçılımı (DLS) Analizi ve Titreşimli Örnek Manyetometresi (VSM) ile karakterize edilmiştir. Analiz sonuçlarına göre nanoparçacıkların boyutlarının 10 nm'den küçük olup süperparamanyetik özellik gösterdiği görülmüştür. Daha sonraki aşamada ise bu demir oksit nanoparçacıklar kullanılarak manyetik özellikli Fe3O4-kitosan mikro/nanoparçacıklar sentezlenmiştir. Bunun için, iki farklı yöntem, iyonik jelleşme ve süspansiyon çapraz bağlama, kullanılmış olup farklı yapısal, morfolojik, manyetik özelliğe sahip tanecikler elde edilmiştir. Sentezlenen tüm Fe3O4-kitosan parçacıklar; Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM), Geçirimli Elektron Mikroskopisi (TEM), FTIR, TGA, DLS ve VSM ile karakterize edilmiştir. Karakterizasyon sonucuna göre sentezlenen tanecikler; iyonik jelleşme yöntemine göre sentezlenen nanoparçacıklar (Fe3O4-KNP1), süspansiyon çapraz bağlama yöntemine göre sentezlenen nanoparçacıklar (Fe3O4-KNP2) ve mikroparçacıklar (Fe3O4-KMP) şeklinde sınıflandırılmıştır. Karakterizasyon sonuçlarına göre; Fe3O4-KNP1'ın sentez koşullarına bağlı olarak ortalama çap büyüklüğünün 85-144 nm aralığında değiştiği, ağırlıkça % 94,5 Fe3O4 içerdiği, doygunluk magnetizasyonunun 46,7 emu/g olduğu ve süperparamanyetik bir özellik gösterdiği belirlenmiştir. Fe3O4-KNP2'ın ise sentez koşullarına bağlı olarak ortalama çap büyüklüğü 18-413 nm aralığında olup ağırlıkça % 52,1 Fe3O4 içerdiği görülmüştür. Son olarak, Fe3O4-KMP'ın hacimsel dağılımında nano boyutta taneciklerin yanı sıra mikro boyutta taneciklerin iiçoğunlukta olduğu ve bunların % 29,8 Fe3O4 içerdiği belirlenmiştir. Süspansiyon çapraz bağlama yönteminde MNP'ın kitosan ile kaplanması doygunluk magnetizasyonunu önemli derecede düşürmüştür.Çalışmanın ikinci aşamasında ise, sentezlenen bu üç farklı adsorbanın sulu ortamdan boyar madde adsorplama özellikleri incelenmiştir. Bu amaçla boyar madde olan Bromtimol Mavisi kullanılmış olup Bromtimol Mavisinin adsorpsiyonuna etki eden parametreler (adsorban miktarı, başlangıç Bromtimol Mavisi derişimi, sıcaklık, pH vb.) incelenmiştir. Her bir adsorban için maksimum adsorpsiyon koşulları sağlandığında Fe3O4-KNP1, Fe3O4-KNP2 ve Fe3O4-KMP'ın adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 40,7 mg/g, 82,2 mg/g ve 193,3 mg/g olarak bulunmuştur.Çalışmanın son aşamasında ise, adsorpsiyon işlemi sonrası, desorpsiyon deneyleri yapılarak taneciklerin tekrar kullanılabilirliği araştırılmıştır. Fe3O4-KNP1'ın Fe3O4-KNP2 ve Fe3O4-KMP'ından daha yüksek desorpsiyon özelliği gösterdiği görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Kitosan, Manyetik nanoparçacık, Adsorpsiyon, Bromtimol Mavisi