Manyetik mezogözenekli çok işlevli nanokompozit sentezi, karakterizasyonu ve uygulamaları

Endüstriyel organik atık su drenajlarından ve petrol sızıntılarından kaynaklanan su kirliliği insan sağlığına ve hayvanların yaşam alanlarına ciddi şekilde zarar verdiğinden, suda çözünür ve/veya çözünmeyen kirleticilerin uzaklaştırılması çok önemlidir. Çok işlevli manyetik mezogözenekli nanokompozitler, çoklu bağlanma bölgeleri, yüksek yüzey alanı, manyetik ayırma ve yüzeyin modifiye edilebilmesi gibi dikkate değer özellikleri nedeniyle suda çözünen ve/veya çözünmeyen kirleticilerin uzaklaştırılması için umut vadeden malzemelerdir. Çalışmada, bu amaca yönelik, matris olarak mezogözenekli silika SBA-15, takviye elemanı olarak manyetik ayırmayı sağlayan manyetit (Fe3O4), fonksiyonelleştirme elemanı olarak çoklu bağlanma yerleri sağlayan polidopamin (PDA) ve modifiye edici olarak hidrofobiklik kazandıran viniltrietoksisilan (VTES) ve oktadesilamin (ODA) kullanılarak çok işlevli manyetik mezogözenekli nanokompozitler tasarlanmıştır: Fe3O4@PDA@SBA-15 ve SBA-15-Fe3O4-PDA-ODA. Yüzey modifikasyonundan önce suda çözünür katyonik boyar madde Malachite Green (MG) gideriminde Fe3O4@PDA@SBA-15 nanokompozitinin adsorpsiyon kapasitesi 71,92 mg g-1 olarak belirlenirken, SBA-15-Fe3O4-PDA nanokompozitinin adsorpsiyon kapasitesi 138,08 mg g-1 değerinde bulunmuştur. VTES ve ODA modifikasyonundan sonra suda çözünmeyen kirletici olan yağ gideriminde, Fe3O4@PDA@SBA-15@VTES nanokompozitinin kapasitesi 8,83 g g-1 olarak belirlenirken, SBA-15-Fe3O4-PDA-ODA nanokompozitinin kapasitesi 40,28 g g-1 değerindedir. Manyetik nanokompozitler adsorpsiyon işleminden sonra, bir mıknatıs ile sudan kolayca ayrılıp basit rejenerasyon prosesleri ile 3 kez tekrar kullanılabilmiş ve giderim kapasitlerinde belirgin bir düşme gözlenmemiştir. Üstelik yapısal, manyetik ve yüzey özellikleri karakterize edilen nanokompozitlerden SBA-15-Fe3O4-PDA-ODA suda çözünen MG ve çözünmeyen yağ kirleticilerin aynı süreçte giderilmesinde de başarılı adsorpsiyon özelliği sergilemiştir. Hazırlanan çok işlevli manyetik mezogözenekli nanokompozitler, kolay ve düşük maaliyetli üretim prosedürü, kaytonik boya ve yağın seçici olarak kontrol edilebilir uzaklaştırma yeteneği sayesinde suda çözünen ve çözünmeyen kirleticiler için çevre temizleme sürecinin işlevselliğini arttırmaktadır.