Kadmiyum (II) iyonlarının ditiyokarbamat takılı eşboyutlu polistiren mikrokürelere sulu çözeltilerden adsorpsiyonu

Adsorption of cadmium (II) ions from aqueous solutions by using dithiocarbamate containing monosize polystrene microspheres

Özet

Bu çalışmada, ditiyokarbamat takılı eşboyutlu polistiren mikrokürelere ($2\mu m$ çapında) sulu çözeltilerden kadmiyum [Cd(ll)] iyonlarının adsorpsiyonu incelenmiştir. İlk basamakta, polistiren mikroküreler dispersiyon polimerizasyonuyla üretilmiş ve divinilbenzen ile çapraz bağlanmıştır. İkinci basamakta, mikrokürelerin yüzeylerinde klorometil stiren ve stiren monomerleri polimerleştirilmiştir. Yüzeydeki klor grupları, önce benzil amin ile amino gruplarına daha sonra karbon disülfür ile ditiyokarbamat gruplarına dönüştürülmüştür. Ditiyokarbamat takılı polistiren mikrokürelere Cd(II) adsorpsiyonu değişik deneysel koşullarda araştırılmıştır. Bu amaçla, Cd(ll) adsorpsiyonuna ortam pH'ı, Cd(ll) başlangıç derişimi ve sıcaklığın etkileri incelenmiştir. Çalışmanın son bölümünde, Cd(ll) iyonlarının polimerik mikrokürelerden desorpsiyonu ve tekrar kullanılabilirliği incelenmiştir. Bu çalışmada elde edilen önemli sonuçlar şöyledir: Ditiyokarbamat takılı polistiren mikroküreler, modifiye edilmemiş mikrokürelere göre önemli miktarda Cd(ll) adsorplamıştır. Ortam pH'ı ve Cd(ll) başlangıç derişimi, Cd(ll) adsorpsiyonunu etkileyen önemli parametrelerdir. Maksimum Cd(II) adsorpsiyonu 13.7 mg/g polimer'dir (pH 7.0). Adsorplanan Cd(II) iyonlarının önemli miktarı (% 85'den fazlası) 0.1 M HNO (pH 1.0) kullanılarak polimerik mikrokürelerden desorbe edilmiştir. Ardarda beş kez tekrarlanan adsorpsiyon-desorpsiyon işlemi ile mikrokürelerin adsorpsiyon kapasitesinde önemli bir azalma olmadan tekrar kullanılabileceği gözlenmiştir.

Abstract

The aim of this study is to investigate Cd(ll) adsorption from aqueous solutions onto monosize polystyrene microspheres ($2\mu m$ in diameter) containing dithiocarbamate functional groups. Polystyrene microspheres were pepared by a dispersion polymerization and crosslinked with divinylbenzene. In order to have dithiocharbamate groups for specific adsorption of cadmium (II) ions, firstly, chloromethyl styrene and styrene mixture were adsorbed and then copolymerized on the surface of crossiinked microspheres. Then, these microspheres were treated with benzyl amine. At the last stage of surface modification, amine groups were reacted with carbon disulphur and dithiocarbamate functional groups were formed on the surface of microspheres. Cd(ll) adsorptions onto plain, chloromethyl styrene modified and dithiocarbamate containing polystyrene microspheres were investigated at different experimental conditions. The effect of medium pH, Cd(ll) initial concentration and temperature on Cd(ll) adsorption were determined. Desorption of Cd(ll) ions and reusability of polymeric microspheres were also studied. Important results obtained in this study are as follows: Dithiocarbamate modification were increased Cd(ll) adsorption significantly according to plain and chloromethyl styrene modified microspheres. pH and Cd(ll) initial concentrations are important parameters for Cd(II) adsorption. Maximum Cd(ll) adsorption was observed as 13.7 mg Cd(ll)/g polymer at pH 7.0. More than 85% adsorbed Cd(ll) ions were desorbed by using 0.1 M HN03 as desorption agent. Five times adsorption-desorption cycles showed the feasibility of repeated use of the microspheres developed in this study.