Dergiler / Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi / 2018 / Cilt: 20 Sayı: 60

Amidoksimleştirilmiş Yarı-IPN ile Sulu Çözeltiden Pb2+ Giderimi

Pb2+ Removal from Aqueous Solutions by Amidoximized-semi-IPN

Sayfa
776–796
Yayın Tarihi
2018-09-15
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bu sonuç y-IPN a ’nın 2+ değerlikli metallere karşı seçici olduğu ile ilgili bir kanıt olabilir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu araştırmanın konusu amidoksimleştirilmiş yarı-içiçe geçmiş ağ yapılı polimerik adsorbanın (y-IPN a ) sulu çözeltiden Pb 2+ uzaklaştırmada kullanımıdır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Y-IPN a , Poli (etilen glikol)’ün akrilonitrildeki çözeltisinin 60 Co γ-kaynağıyla 14 kGy dozda ışınlanmasıyla hazırlanan yarı-iç içe geçmiş ağ yapıdaki (y-IPN) –CN uçlarının amidoksimleştirilmesiyle hazırlanmıştır. y-IPN ve y-IPN a yapıları, FT-IR, TGA ve SEM analizleri ile karakterize edilmiştir. y-IPN a ’nın adsorban özellikleri Pb 2+ adsorpsiyonun pH, derişim, kütle, zaman ve sıcaklık ile değişimi araştırmalarıyla değerlendirilmiştir. 25-2000 ppm başlangıç derişimi aralığında adsorpsiyon izotermleri elde edilmiş, 500-2000 ppm aralığında %60’a ulaşan adsorpsiyon gözlenmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Bu sonuç y-IPN a ’nın 2+ değerlikli metallere karşı seçici olduğu ile ilgili bir kanıt olabilir.
🔬Tür:Deneysel Tarla Denemesi
📍Kapsam:2000 Verileri
⚙️Değişkenler:Adsorpsiyon · Kurşun · Yarı-IPN

Özet

Bu araştırmanın konusu amidoksimleştirilmiş yarı-içiçe geçmiş ağ yapılı polimerik adsorbanın (y-IPN a ) sulu çözeltiden Pb 2+ uzaklaştırmada kullanımıdır. Y-IPN a , Poli (etilen glikol)’ün akrilonitrildeki çözeltisinin 60 Co γ-kaynağıyla 14 kGy dozda ışınlanmasıyla hazırlanan yarı-iç içe geçmiş ağ yapıdaki (y-IPN) –CN uçlarının amidoksimleştirilmesiyle hazırlanmıştır. y-IPN ve y-IPN a yapıları, FT-IR, TGA ve SEM analizleri ile karakterize edilmiştir. y-IPN a ’nın adsorban özellikleri Pb 2+ adsorpsiyonun pH, derişim, kütle, zaman ve sıcaklık ile değişimi araştırmalarıyla değerlendirilmiştir. 25-2000 ppm başlangıç derişimi aralığında adsorpsiyon izotermleri elde edilmiş, 500-2000 ppm aralığında %60’a ulaşan adsorpsiyon gözlenmiştir. Langmuir adsorpsiyon izoterminden elde edilen maksimum adsorpsiyon kapasitesi X L =678 mg g -1 ’dir. Adsorpsiyon kinetiğinin yalancı ikinci derece tepkime kinetiğine uyduğu gözlenmiş ve yarı ömür 176 dk olarak hesaplanmıştır. Adsorpsiyonun sıcaklıkla değişiminden elde edilen termodinamik veriler (ΔH=59.3 kJ mol -1 , ΔS=246.1 J mol -1 K -1 , ΔG=-14.0 kJ mol -1 ) adsorpsiyonun endotermik ve kendiliğinden olduğunu göstermiştir. Eş molar Al 3+ iyonu varlığında Pb 2+ adsorpsiyonunun ≈%60 olduğu gözlendi. Bu sonuç y-IPN a ’nın 2+ değerlikli metallere karşı seçici olduğu ile ilgili bir kanıt olabilir.

Abstract

The subject of this investigation is the use of amidoximized semi-interpenetrating polymer network polymeric adsorbent (s-IPN a ) for removal of Pb 2+ from aqueous medium. S-IPN a was prepared from the amidoximation of –CN terminals of the s-IPN obtained by irradiation of Poly (ethylene glycol) in acrylonitrile solution under a dose of 14 kGy with a 60 Co gamma source. Semi-interpenetrating polymer networks (s-IPN) and modified s-IPN a structures were characterized by FT-IR, TGA and SEM analysis. The adsorbent properties of s-IPN a were evaluated by investigating the change of Pb 2+ adsorption with pH, concentration, mass, time and temperature. Adsorption isotherms were obtained for 25-2000 ppm concentration range, the adsorption reached up to 60% in 500-2000 ppm interval. The maximum adsorption capacity obtained from the Langmuir adsorption isotherm is X L = 678 mg g -1 . The adsorption obeyed to pseudo-second order reaction kinetics and half-life was calculated as 176 minutes. Thermodynamics data obtained from the change in adsorption by temperature (ΔH=59.3 kJ mol -1 , ΔS=246.1 J mol -1 K -1 , ΔG=-14.0 kJ mol -1 ) demonstrated that adsorption is endothermic and spontaneous. The adsorption of Pb 2+ in presence of equimolar Al 3+ was ≈%60. This result might be considered as a proof for the selectivity of s-IPN a for divalent cations.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Baybaş, D. (2018). Amidoksimleştirilmiş Yarı-IPN ile Sulu Çözeltiden Pb2+ Giderimi. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, Cilt: 20 Sayı: 60, 776–796. https://ajindex.com/articles/1203750

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (31)

  1. Giri, T.K., Verma, D., Tripathi, D.K. 2015. Effect of Adsorption Parameters on Biosorption of Pb++ Ions from Aqueous Solution by Poly (Acrylamide)-Grafted Kappa-Carrageenan, Polymer Bulletin, Cilt 72, s. 1625–1646. DOI: 10.1007/s00289-015-1357-9
  2. Fu, F., Wang, Q. 2011. Removal of Heavy Metal Ions from Wastewaters: A Review, Journal of Enviromental Management. Cilt 92, s. 407-18. Doi: 10.1016/j.jenvman.2010.11.011
  3. Bailey, S.E., Olin, T., Bricka, R.M., Adrian, D.D. 1999. A Review of Potentially Low-Cost Sorbents for Heavy Metals, Water Research. Cilt. 33, s. 2469-2479
  4. Malik, D.S., Jain, C.K., Yadav, A.K. 2017. Removal of Heavy Metals from Emerging Cellulosic Low-Cost Adsorbents: A Review, Applied Water Science, Cilt 7:2113–2136. DOI 10.1007/s13201-016-0401-8
  5. Sud, D., Mahajan, G., Kaur, M.P. 2008. Agricultural Waste Material as Potential Adsorbent for Sequestering Heavy Metal Ions from Aqueous Solutions – A review. Bioresource Technology. Cilt 99, s. 6017-6027. Doi:10.1016/j.biortech.2007.11.064
  6. Chen, Q., Zhu, L., Zhao, C., Zheng, J. 2012. Hydrogels for Removal of Heavy Metals from Aqueous Solution, Journal of Environmental and Analytical Toxicology, Cilt 2, doi: 10.4172/2161-0525.S2-001.
  7. Wu, F.-C., Tseng, R.-L., Juang, R.-S. 2010. A Review and Experimental Verification of Using Chitosan and Its Derivatives as Adsorbents for Selected Heavy Metals. Journal of Environmental Management, Cilt 91. S. 298-806. doi: 10.1016/j.jenvman.2009.10.018
  8. Peng, W., Li, H., Liu, Y., Song, S. 2017. A Review on Heavy Metal Ions Adsorption from Water by Graphene Oxide and Its Composites, Journal of Molecular Liquids. Cilt 230. S. 496–504. Doi: 10.1016/j.molliq.2017.01.064
  9. Uddin, M.K. 2017. A Review on The Adsorption of Heavy Metals by Clay Minerals, with Special Focus on The Past Decade, Chemical Engineering Journal. Cilt 308. S. 438–462.
  10. Sperling, L.H. 1981. Interpenetrating polymer networks and related materials. Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1981, SPRINGER SCIENCE & BUSINESS MEDIA. New York NY: Plenum Press; 2012. 265s.
  11. Hande, P.E., Kamble, S., Samui, A.B., Kulkarni, P.S. 2016. Chitosan-Based Lead Ion-Imprinted Interpenetrating Polymer Network by Simultaneous Polymerization for Selective Extraction of Lead(II), Industrial and Engineering Chemistry Research. Cilt 55. S. 3668−3678.
  12. Li, J., Xu, Z., Wu, W., Jing, Y., Dai, H., Fang, G. 2018. Nanocellulose/Poly(2-(dimethyl amino)ethyl methacrylate) Interpenetrating Polymer Network Hydrogels for Removal of Pb(II) and Cu(II) Ions. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. Cilt 538. S. 474-480.
  13. Saeed, K., Haider, S., Oh, T.J., Park, S.Y. 2008. Preparation of Almidoxime-Modified Polyacrylo Nitrile (PAN-Oxime) Nanofibers and Their Applications to Metal Ions Adsorption. Journal of Membran Science. Cilt: 322. S. 400–405. Doi: 10.1016/j.memsci.2008. 05.062
  14. Güler, H., Şahiner, N., Ayçık, G.A., Güven, O. 1997. Development of Novel Adsorbent Materials for Recovery and Enrichment of Uranium from Aqueous Media, Journal of Applied Polymer Science. Cilt 66. s. 2475–2480.
  15. Şimşek, S., Ulusoy, U., 2012. Uranium and Lead Adsorption onto Bentonite and Zeolite Modified with Polyacrylamidoxime, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. Cilt 292. S. 41–51. DOI 10.1007/s10967-011-1415-1.
  16. Nilchi, A., Babalou, A.A., Rafiee, R., Sid Kalal, H. 2008. Adsorption Properties of Amidoxime Resins for Separation of Metal Ions from Aqueous Systems. Reactive & Functional Polymers. Cilt 68. S. 1665–1670.
  17. Meghana, D. Vidya Pradhakar, K. 2017. Polyethylene Glycol Conjugates of Paclitaxel as Prodrugs by Simple Technique such as Solvent Evaporation, International Research Journal of Pharmacy, Cilt 8. S. 109-112. Doi: 10.7897/2230-8407.086106
  18. Polu, A.R. Kumar R., 2011. Impedance Spectroscopy and FTIR Studies of PEG-Based Polymer Electrolytes, E-Journal of Chemistry, Cilt 8, S. 347-353.
  19. Metwally, S. S., Ayoub, R. R., Aly, H. F. 2013. Amidoximation of Cyano Group for Chelating Ion Exchange of Some Heavy Metal Ions From Wastewater. Separation Science and Technology. Cilt 48. S. 1830–1840. DOI:10.1080/01496395.2012.755697
  20. Sarier, N., Arat, R., Menceloglu, Y., Önder, E., Boz, E.C., Oguz, O. 2016. Production of PEG Grafted PAN Copolymers and Their Electrospunnanowebs as Novel Thermal Energy Storage Materials. Thermochimica Acta. Cilt 643. S. 83–93. Doi.org/10.1016/j.tca.2016.10.002
  21. Pan, W., Sun, Y. Chen, Y. 2012. Preparation of Polyacrylonitrile and Polyethyleneglycol Blend Fibers Through Electrospinning, Optoelectronics and Advanced Materials–Rapid Communications, 6, 1-2, (2012), 230-234.
  22. Şahiner, N., Pekel, N., Güven, O. 1999. Radiation Synthesis, Characterization and Amidoximation of N vinyl-2-Pyrrolidone/acrylonitrile Inter-penetrating Polymer Networks, Reactive & Functional Polymers. Cilt 39. S.139–146.
  23. Shaaban, A.F., Fadel, D.A., Mahmoud, A.A., Elkomy, M.A., Elbahy, S.M. 2014. Synthesis of A New Chelating Resin Bearing Amidoxime Group for Adsorption of Cu(II), Ni(II) and Pb(II) by Batch and Fixed-Bed Column Methods, Journal of Enviromental Chemical Engineering. Cilt 2. D632–641. http://dx.doi.org/10.1016/j.jece.2013.11.001
  24. Saraydın, D., Işıkver, Y., Karadağ, E. 2017. Adsorption of Phenazine Dyes Using Poly(hydroxamic acid) Hydrogels from Aqueous Solutions, Polymer Engineering and Science. DOI 10.1002/pen.24574.
  25. Weber, T.W., Chakravot, R.K. 1974. Pore and Solid Diffusion Models for Fixed Bed Adsorbents. American Institute of Chemical Engineers. Cilt 20. S. 228–238.
  26. Baybaş, D., Ulusoy, U. 2011. Polyacrylamide–Clinoptilolite/Y-Zeolite Composites: Characterization and Adsorptive Features for Terbium. Journal of Hazardous Materials. Cilt 187. S. 241–249. Doi: 10.1016/j.jhazmat.2011.01.014
  27. Chen, S., Shen, W., Yu, F., Wang, H. 2009. Kinetic and Thermodynamic Studies of Adsorption of Cu2+ and Pb2+ onto Amidoximated Bacterial Cellulose, Polymer Bulletin. Cilt 63. S. 283–297. DOI 10.1007/s00289-009-0088-1
  28. Elwakeel, K.Z., El-Bindary, A.A., Kouta, E.Y., Guibal, E. 2018. Functionalization of Poly-acrylonitrile/Na-Y-Zeolite Composite with Amidoxime Groups for The Sorption of Cu(II), Cd(II) and Pb(II) Metal Ions, Chemical Engineering Journal. Cilt 332. S. 727-736. Doi: 10.1016/j.cej.2017.09.091
  29. Ho, Y.-S. 2006. Review of Second-Order Models for Adsorption Systems, Journal of Hazardous Materials. Cilt B136. S. 681–689. Doi: 10.1016/j.jhazmat.2005.12.043
  30. Itodo A.U., ITODO H.U. (2010). Sorption Energies Estimation Using Dubinin-Radushkevich and Temkin Adsorption Isotherms, Life Science Journal, Cilt 7, S: 31-39
  31. Dündar, M.Ş., Altundağ, H., Kaygalbudak, S., Şar, V., Acar, A. 2012. Çeşitli Endüstriyel Atık Sularda Ağır Metal Düzeylerinin Belirlenmesi, SAÜ. Fen Bilimleri Dergisi. Cilt 16. S. 6-12.