Selenyum baskılı mikropartikül sentezi ve karakterizasyonu

Bu çalışmada, katı faz özütleme adsorbanı olarak kullanılmak üzere selenyum baskılı polimerik taneciklerin sentezi hedeflenmiştir. Yerinde (in situ) polimerizasyon yöntemi ile monolit formunda sentezlenen polimerik malzeme, öğütülerek partikül formuna dönüştürülmüştür. Partiküllerin sentezi, polimerizasyon ön kompleksinin hazırlanması ve polimerizasyon işlemi basamaklarını kapsamaktadır. Kalıp iyon ile baskılı polimerik materyal arası ana etkileşim, metal iyonunun aracılık ettiği koordinatif bağ oluşumudur. Ön-kompleks için fonksiyonel monomer olarak metakrilik asit (MAA)-Fe3+ ve kalıp iyon olarak SeO42- kullanılmıştır. Ön kompleks sentezi için bileşenlerin uygun oranları, UV-Vis. Spektrofotometresi ile saptanmıştır. Hazırlanan ön kompleks, etanol (EtOH)/asetonitril (ACN) çözücü / porojeni, etilen glikol dimetakrilat (EGDMA) çapraz bağlayıcısı ve 2- hidroksietil metakrilat (HEMA) komonomeri ile karıştırıldıktan sonra başlatıcı olarak azo(bis)izobutironitril (AIBN) eklenerek 3 saat 80 °C'lik sabit sıcaklıkta su banyosunda polimerizasyon işlemine tabi tutulmuştur. Ardından metanol:asetik asit yıkama çözeltisi ile hedef iyon uzaklaştırılarak baskılı partiküller (SIM-1, SIM-2, SIM-3) elde edilmiştir. Aynı reçete, hedef iyon olmadan uygulanmış ve baskısız partiküller (SNIM) sentezlenmiştir. Çalışmalarda kullanılan tanecik boyutu 5-67 μm aralığındadır. Sentezlenen partiküller, SEM-EDX, BET, FTIR ve TGA ile karakterize edilmiştir. Baskısız partiküller için 180.9 m2/g olan yüzey alanı, baskılı partiküller için 193.5 m2/g değerine kadar artmıştır ve mevcut gözenek türünün mezogözenek tanımına uyduğu belirlenmiştir. Baskılı ve baskısız partiküllerle, selenat iyonu adsorpsiyonu kesikli sistemde incelenmiştir. Selenat iyonu derişimleri, ICP-MS ile belirlenmiştir. Adsorpsiyon kapasitesine pH, başlangıç derişimi, sıcaklık, iyonik şiddet, etkileşim süresi gibi parametrelerin etkisi incelenmiştir. Optimum değerler olarak, pH :3.0, sıcaklık 25.0 0C, etkileşim süresi 100 dakika ve derişim 500 ppm belirlenmiştir. Bu koşullarda maksimum adsorpsiyon kapasitesi, SIM-2 kodlu, baskılı partiküller için 133.7 mg SeO42-/ g polimer'dir. Farklı sıcaklıklarda yürütülen adsorpsiyon çalışmaları için Langmuir, Freundlich, Temkin adsorpsiyon izoterm modelleri uygulanmış ve adsorpsiyon verileri için en elverişli modelin Langmuir modeli olduğu saptanmıştır. Adsorpsiyon işlemine ait, entalpi değişimi, entropi değişimi, Gibbs serbest enerji değişimi gibi termodinamik büyüklükler hesaplanmıştır. Kinetik analiz sonucu, adsorpsiyonun kimyasal kontrolle gerçekleştiği ve herhangi bir difüzyon kısıtlaması olmaksızın pseudo 2. derece kinetik modeline uyduğu saptanmıştır. Tekrar kullanılabilirlik çalışmalarında, ardışık adsorpsiyon-desorpsiyon içeren on döngü sonucu adsorpsiyon kapasitesindeki düşme, %12 oranında bulunmuştur. SO42-, PO43-, Cl-, Br- AsO43- ve NO3- anyonlarını içeren musluk suyu hazırlanıp, selenat ve arsenat iyonları derişimleri ICP-MS, diğer anyonlar için iyon kromatografisi ile belirlenerek baskılı partiküllerin selenata özgü seçiciliği kanıtlanmıştır.