Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

Nişasta Esaslı Nanokompozit Hidrojellerin Hazırlanması Ve Uygulamaları

Nişasta, bol bulunan, pahalı olmayan ve tümüyle biyolojik olarak bozunabilen bir hammaddedir. Nişastanın vinil monomerleri ile graft edilmek suretiyle modifikasyonu, nişastaya istenilen özelliklerin kazandırılması için en etkili yöntemlerden birisidir.

Çevre kirliliği, her geçen gün endüstriyelleşme ve kentleşmede meydana gelen artışa bağlı olarak artmaktadır ve bunun sonucu olarak artan endüstriyel kirliliğin azaltılmasına gerek duyulmaktadır. Ağır metal iyonları ve boyalar toksik özellikleri dolayısıyla daha fazla önem kazanmışlardır. Endüstriyel atıkların açığa çıkardıkları boya su tüketicileri için çok zararlıdır. Böylece atık sulardan boya uzaklaştırılması ana çevresel problemleri oluşturur.

Son yıllarda, nişasta ve selüloz gibi doğal polisakkaritlerin graft kopolimerleri bu amaçla kullanılmaktadır.

Bu çalışmada, nişasta üzerine akrilik asidin (AA) graft kopolimerizasyonu, nişasta/akrilik asit (ağırlıkça) =1,5 oranında, seryum amonyum nitrat (CAN) başlatıcılığında ve N-N’-metilen bisakrilamid çapraz bağlayıcı varlığında azot atmosferi altında gerçekleştirilmiştir. Montmorillonit (MMT) kullanılmıştır. Nişasta-g- akrilik asid/MMT (N-g-AA/ MMT) nanokompozit hidrojelleri X ışınları kırınımı (X-Ray) ve Fourier Transform Infrared Spektroskopisi (FTIR) ile karakterize edilmiştir. MMT miktarının nanokompozit hidrojellerin şişme davranışı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. MMT’in %1’e kadar artan oranları hidrojellerin su absorbsiyon kapasiteleri üzerinde artışa neden olurken, MMT miktarının %1’in üzerine çıkması hidrojellerin su absorbsiyon kapasiteleri üzerinde azalmaya neden olmuştur.

Buna ilave olarak çalışmamızda, N-g-AA/MMT hidrojelleri kullanarak, sulu çözeltilerden Safranin-T’nin uzaklaştırılması da incelenmiş, bu amaçla, uygulama zamanı, başlangıç boya konsantrasyonu, MMT miktarı gibi parametrelerin hidrojellerin boya adsorpsiyon kapasitesileri üzerine etkisi araştırılmıştır. Hidrojellerin boya uzaklaştırma kapasiteleri, UV-vis Spektrofotometresi kullanılarak tayin edilmiştir.

Sulu çözeltiden, Pb2+, Cu2+ iyonlarının uzaklaştırılması üzerine, MMT miktarının etkisi pH=4.0’da incelenerek, bu hidrojellerin metal iyonlarını uzaklaştırma kapasiteleri, Atomik Absorbsiyon Spektrofotometresi (AAS) ile tayin edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, N-g-AA/MMT hidrojellerinin bu iyonları uzaklaştırma sırasının Cu2+ > Pb2+ şeklinde olduğunu göstermektedir.

Hem sulu ortamdan Safranin-T, hem de Pb2+ ve Cu2+ iyonlarının adsorplanması Freundlich izotermine uygun olarak gerçekleşmiştir.

Ayrıca, N-g-AA/MMT nanokompozit hidrojellerin mekanik özellikleri de incelenmiştir. Sonuçlardan, mekanik özelliklerin artan kil miktarı ile artış gösterdiği görülmektedir.