Nitrofenollerin Alkali Blue 6B Takılı Polimerik Mikroküreler Kullanılarak Sulu Ortamdan Uzaklaştırılması. Dr. Mustafa UÇAR



Benzer belgeler
Fındık Çotanağı İle Bazik Mavi 41 Boyarmaddesinin Sulu Çözeltisinden Adsorpsiyonu

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 4-Klorofenolün Hidroksiapatit İle Sulu Ortamdan Uzaklaştırılması

ALIQUAT-336 EMDİRİLMİŞ HP-20 ve HP-2MG REÇİNELERİYLE SULU ÇÖZELTİLERDEN Cr(VI) GİDERİLMESİNDE POLİMER ADSORBAN TÜRÜNÜN ETKİSİNİN İNCELENMESİ

ATIKSULARDAKİ FENOL KİRLİLİĞİNİN BİYOSORPSİYON YÖNTEMİ İLE GİDERİMİNİN KESİKLİ SİSTEMDE İNCELENMESİ

AYÇİÇEK YAĞI ÜRETİMİ YAN ÜRÜNLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

AKTİFLEŞTİRİLMİŞ DOĞAL ZEOLİT İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN METİLEN MAVİSİNİN ADSORPLANMASI

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Moleküler Olarak Baskılanmış Çapraz Bağlanan Hidrojeller ile Sulu Çözeltideki Altın İyonlarının Adsorpsiyonu

İLERİ ARITIM YÖNTEMLERİNDEN FENTON REAKTİFİ PROSESİ İLE ENDÜSTRİYEL BİR ATIK SUYUN ISLAK HAVA OKSİDASYONU

Onuncu Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 3-6 Eylül 2012, Koç Üniversitesi, İstanbul

TOA10 SULU ÇÖZELTİDEN ADSORPSİYON YÖNTEMİYLE NİTRİT GİDERİMİ

BOYAR MADDELERDE AKTİF KARBONUN ADSORPLANMA ÖZELLİĞİNE HİDROJEN PEROKSİTİN ETKİSİ

MAGNETİK OLARAK AKTİFLENMİŞ POLİMERİK PARTİKÜLLERLE SULU ÇÖZELTİLERDEN As(III), As(V) ve 2,6 DİKLOROFENOL GİDERİMİ

SULU ÇÖZELTİLERDEKİ FENOLÜN FENTON YÖNTEMİYLE GİDERİMİNDE PROSES PARAMETRELERİNİN OPTİMİZASYONU

Acid Blue 121 Boyar Maddesinin Muz Kabuğuna Kesikli Sistemde Adsorpsiyonunun Araştırılması

TÜBİTAK-BİDEB Kimya Lisans Öğrencileri (Kimyagerlik, Kimya Öğretmenliği, Kimya Mühendisliği) Araştırma Projesi Eğitimi Çalıştayı KİMYA-1 ÇALIŞTAY 2010

Üzüm Posası (Cibre) ile Sulu Çözeltilerden Ni(II) ve Zn(II) Giderimi

BT 42 TİROSİNAZ ENZİMİNİN EKSTRAKSİYONU, SAFLAŞTIRILMASI VE FENOLLERİN GİDERİMİNDE KULLANIMI

Adsorpsiyon. Selçuk Üniversitesi. Mühendislik Fakültesi. Kimya Mühendisliği Bölümü. Kimya Mühendisliği Laboratuvarı II DENEYİN AMACI

ŞELATLAYICI İYON DEĞİŞTİRİCİ REÇİNE VE LİFLERİN JEOTERMAL SULARDAN BOR GİDERİM PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

MOBİLYA ENDÜSTRİSİ ATIĞININ ALTERNATİF ADSORBAN OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

TÜBİTAK-BİDEB Kimya Lisans Öğrencileri Kimyagerlik,kimya öğretmenliği, kimya mühendisliği Araştırma Projesi Eğitimi Çalıştayı KİMYA-1 ÇALIŞTAY 2010

YMN62 SICAKLIĞA DUYARLI YENİ POLİMERLER İLE ÇAPRAZ BAĞLI HİDROJEL MATRİKS SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

GENEL KİMYA 101 ÖDEV 3

İYONİK ÇEVRENİN ENZİM-ULTRAFİLTRASYON MEMBRAN ARAYÜZEY ETKİLEŞİMLERİNE ETKİSİ

Derece Alan Üniversite Yıl

KURŞUN (II) İYONLARININ KESİKLİ REAKTÖRDE Rhizopus arrhizus'a ADSORBSİYONU

Tekstil Atık Külü ile Tekstil Atıksuyundan Renk Giderimi. Color Removal from Textile Wastewater by Using Textile Fly Ash

Basic Red 46 Boyarmaddesinin Montmorillonitli Kireç Taşına Adsorpsiyonu

ATIKSULARDA FENOLLERİN ANALİZ YÖNTEMİ

TE 03 KÖMÜRLERİN ISIL İŞLEMİ SIRASINDA FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİNİN DEĞİŞİMİ

Farklı bölgelerde yetişen zeytinlerin çekirdeklerinden aktif karbon eldesi ve elde edilen aktif karbonun metilen mavisiyle adsorpsiyonunun incelenmesi

NANO-POLİ(HEMA-MAGA) İLE ALTIN GERİ KAZANIMI

ATIKSULARDA BULUNAN KURŞUN (II) İYONLARININ P.putida İLE BİYOSORPSİYONU

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KMM 302 KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI I. Danışman: Yrd. Doç. Dr.

ANYON DEĞİŞTİRİCİ VE ÇÖZÜCÜ EMDİRİLMİŞ REÇİNELERİN SULU ÇÖZELTİLERDEN Cr(VI) GİDERİM PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi

Hitit Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 19030,ÇORUM

Atıksulardan istenmeyen maddelerin adsorpsiyonla gideriminin incelenmesi ve sistem tasarımı için gerekli parametrelerin saptanması.

BAZI BAZİK BOYARMADDELERİN DOĞAL VE AKTİVE EDİLMİŞ KİL ÜZERİNE ADSORPSİYONU İLE GİDERİLMESİ

KONYA ve SELÇUK ÜNÜVERSİTESİ KİMYA-1 (Çalıştay 2010) Temmuz (Çanakkale)

Hacettepe Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 06532, Beytepe, ANKARA

Üzüm Sapından Hazırlanan Aktif Karbon ile Sulu Çözeltilerden Ni(II) nin Giderimi

GAZ ABSORPSİYON/DESORPSİYON SİSTEMLERİ TASARIMI

FENOLÜN SULU ÇÖZELTİSİNİN DAMLAMALI YATAKLI REAKTÖRDE KATALİTİK ISLAK HAVA OKSİDASYONU

YÜKSEK PERFORMANSLI SIVI KROMATOGRAFİSİ İÇİN UNİFORM PARTİKÜL BAZLI POLAR KOLON ÜRETİMİ VE KROMATOGRAFİK KARAKTERİZASYONU

YÜZEY MODİFİYELİ Rhizopus arrhizus VE ŞEKER PANCARI KÜSPESİNİN ANYONİK VE KATYONİK BOYARMADDE BİYOSORPSİYONUNDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

ACID RED 97 TEKSTİL BOYAR MADDESİNİN SARGASSUM ACİNARUM A BİYOSORBSİYONU

TEKSTİL BOYASI REAKTİF MAVİ 221 in POMZA ile ADSORPSİYONU

Onuncu Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 3-6 Eylül 2012, Koç Üniversitesi, İstanbul

Acid Blue 324 Boyarmaddesinin Levrek Balığı Puluna Adsorpsiyonu 1. Abdullah Küntaş a,*, 2. Ercan Tuncay b, 3.Deniz Uzunoğlu c, 4.

Öğretim Üyeleri İçin Ön Söz Öğrenciler İçin Ön Söz Teşekkürler Yazar Hakkında Çevirenler Çeviri Editöründen

ETİLASETAT/SU KARIŞIMININ PERVAPORASYON İLE AYRILABİLİRLİĞİ İÇİN SORPSİYONUNUN İNCELENMESİ

BASİC BLUE 3 BOYAR MADDESİNİN BENTONİT KİLİ ÜZERİNE ADSORPSİYON MEKANİZMASININ İNCELENMESİ

Removal of Heavy Metal Ions Using Coal Washing Plant s Feed Material, Intermediate Product and Tailings as Adsorbents

ADSORPSİYON METODUYLA AKTİF KARBONLA FENOL GİDERİMİ

Atık Sulardan Tekstil Boyar Maddesinin Silika İle Giderimi için Deneysel Tasarım

TEKSTĐL ENDÜSTRĐSĐ ATIKSUYUNUN ARDIŞIK KESĐKLĐ BĐYOREAKTÖR (AKR) ĐLE ARITILMASINDA OPTĐMUM ŞARTLARININ BELĐRLENMESĐ

BARTIN ÜNİVERSİTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MALZEME LABORATUVARI-I DERSİ OKSİTLİ BAKIR CEVHERİNİN LİÇİ DENEYİ DENEYİN AMACI: Uygun

BİYOLOJİK KİRLİLİĞİN 2,4-DİKLOROFENOKSİASETİK ASİT ADSORPSİYONUNA ETKİSİ

UV Assisted Photodegradation of Acid Red 37 from Synthetic Solutions at the Presence of TiO2 Nanoparticles


Elçin GÜNEŞ, Ezgi AYDOĞAR

ARAŞTIRMA MAKALESİ / RESEARCH ARTICLE

Nikel(II) Ġyonlarının Sulu Çözeltiden Granül Aktif Karbon Üzerine Adsorpsiyonu

1.1 Su Kirliliği Su Kirliliğinin Kaynakları 1.2 Atıksu Türleri 1.3 Atıksu Karakteristikleri 1.4 Atıksu Arıtımı Arıtma Seviyeleri

On-line Oksijen Tüketiminin Ölçülmesiyle Havalandırma Prosesinde Enerji Optimizasyonu

T.C. ÇEVRE VE ŞEHİRCİLİK BAKANLIĞI ÇED, İzin ve Denetim Genel Müdürlüğü ÇEVRE ÖLÇÜM VE ANALİZLERİ YETERLİK BELGESİ EK LİSTE-1/6

ÇANAKKALE-ÇAN LİNYİTİNİN KURUMA DAVRANIŞI

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/7) Akreditasyon Kapsamı

BİYOLOJİK YÖNTEMLE ARITILAN KENTSEL ATIK SULARIN YENİDEN KULLANIMI İÇİN NANOFİLTRASYON (NF) YÖNTEMİNİN UYGULANMASI

ATAKTİK POLİPROPİLENİN MALEİK ANHİDRİD İLE MODİFİKASYONU

ALBÜMİN DUYARLI MEMBRAN TASARIMI

RM26 KOLEMANİTİN CO 2 VE SO 2 İLE DOYURULMUŞ SULU ÇÖZELTİLERDEKİ ÇÖZÜNÜRLÜĞÜNÜN OPTİMİZASYONU

KÖMÜRDEN ELDE EDİLEN ADSORBENT İLE BOYARMADDE UZAKLAŞTIRILMASI REMOVAL OF DYESTUFF BY THE ADSORBENT PRODUCED FROM COAL

TÜBİTAK ULUSAL METROLOJİ ENSTİTÜSÜ REFERANS MALZEMELER LABORATUVARI. Rapor No: KAR-G3RM Koordinatör: Dr.

JEOTERMAL ENERJİ SANTRALİ ATIK SULARINDAN İYON DEĞİŞTİRME TEKNOLOJİSİYLE BOR GİDERİLMESİ VE GERİ KAZANILMASI

MESS Entegre Geri Kazanım ve Enerji San. ve Tic. A.Ş.

TOA46. ÇİMENTO HAMMADDESİ KİLLE Cu(II) VE Cd(II) İYONLARININ YARIŞMALI ADSORPSİYONU

ÇEVRE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ KODLU TEMEL ĠġLEMLER-1 LABORATUVAR DERSĠ DENEY FÖYÜ

ANALĐZ ĐÇĐN GEREKLĐ EKĐPMANLAR. Mikro pipet (1000 µl) Ependorf tüpü (1.5 ml) Cam tüp (16X100 mm)

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

Gıda Analizlerinde Toksik Madde Tayini LC-GC Aplikasyonu Tanım:

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE AKTİF ÇAMURUN ÇÖKELEBİLİRLİĞİNE SICAKLIĞIN ETKİSİ. Engin GÜRTEKİN 1, *

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/6) Akreditasyon Kapsamı

T.C. ÇEVRE VE ŞEHİRCİLİK BAKANLIĞI ÇED, İzin ve Denetim Genel Müdürlüğü ÇEVRE ÖLÇÜM VE ANALİZLERİ YETERLİK BELGESİ EK LİSTE-1/7

DİREKT MAVİ 53 AZO BOYARMADDESİNİN FOTOKATALİTİK OLARAK GİDERİMİ ÜZERİNE İYONLARIN ETKİSİ

YEMEK ATIKLARINDAN BİYOGAZ ÜRETİMİ

TERMİK SANTRAL UÇUCU KÜL TİPLERİNİN ATIKSULARDAKİ FENOLÜN ADSORPSİYON YÖNTEMİ İLE GİDERİM ETKİNLİKLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI *

UÇUCU KÜL ADSORPSİYONU İLE REAKTİF BOYA GİDERİMİ

İKİLİ KARIŞIMLARDAN TEK VE ÇİFT DEĞERLİKLİ İYONLARIN ELEKTRODİYALİZ YÖNTEMİ İLE AYRILMALARI

Yrd. Doç. Dr. Kozet YAPSAKLI

ORMAN ATIKLARININ SULU ÇÖZELTİLERDEN BOYAR MADDE GİDERİMİNDE KULLANILMASI

Pikolinik Asidin TriOktilAmin (TOA) ile Reaktif Ekstraksiyonu

e-posta:

Ultrasonik Aktifleştirilmiş Aktif Karbon ile Krom (VI) Adsorpsiyonu. Adsorption of Chromium (VI) on Ultrasonically Activated Active Carbon

T.C. DİCLE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

T.C. ÇEVRE VE ŞEHİRCİLİK BAKANLIĞI Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü

ÇALIŞMA GRUBU KİMLİĞİ

Çizelge 2.6. Farklı ph ve su sıcaklığı değerlerinde amonyak düzeyi (toplam amonyağın yüzdesi olarak) (Boyd 2008a)

Transkript:

Nitrofenollerin Alkali Blue 6B Takılı Polimerik Mikroküreler Kullanılarak Sulu Ortamdan Uzaklaştırılması Dr. Mustafa UÇAR Başlama Tarihi :2001 Proje No: 20010705039 Bitiş Tarihi : 2003 Rapor Tarihi : 20.06.2003 Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Ankara - 2003

Projenin Türkçe Adı: Nitrofenollerin Alkali Blue 6B Takılı Polimerik Mikroküreler Kullanılarak Sulu Ortamdan Uzaklaştırılması Projenin İngilizce Adı: Removal of Several Nitrophenols from Aqueous Solutions Using Alkali Blue 6B Carrying Microspheres

2 ÖZET Bu çalışmada, sulu çözeltilerden fenol ve nitrofenollerin (2-nitrofenol, 4- nitrofenol ve 2,4-nitrofenol gibi) Alkali Blue 6B takılı poli(hema-edga) mikroküreleri gibi yeni bir adsorplayıcı madde kullanılarak uzaklaştırılması incelenmiştir. Poli(HEMA) mikroküreleri, başlatıcı olarak azobisizobutironitril kullanılarak modifiye edilmiş süspansiyon polimerizasyonu ile hazırlanmıştır. Kükürt ve azot analizleri ile, gram polimerin 23,6 µmol Alkali Blue 6B bağladığı ve adsorpsiyon-desorpsiyon çalışmalarında Alkali Blue 6B nin şişme oranının % 55 civarında olduğu saptanmıştır. Fenol ve nitrofenollerin adsorpsiyonun çok hızlı yürüdüğü ve 20 dakikada denge zamanına ulaştığı görülmüştür. Alkali Blue 6B taşıyıcı mikroküreler üzerinde, fenol ve nitrofenollerin maksimum adsorpsiyon değerleri, sırasıyla fenol için 145,2 µmol/g, 4-nitrofenol için 112,6 µmol/g, 2-nitrofenol için 104,3 µmol/g ve 2,4-dinitrofenol için 87,8 µmol/g olarak bulunmuştur. Afinite sırası 2,4- dinitrofenol > 2-nitrofenol > 4-nitrofenol > fenol sırasında azalmaktadır. Fenol ve nitrofenollerin adsorpsiyonu ph'ın artmasıyla azalmaktadır. Fenol ve nitrofenollerin desorpsiyonu için % 30 luk metanol çözeltisi kullanılmıştır. Alkali Blue 6B bağlı poli(hema) mikrokürelerinin adsorpsiyon kapasitesinde kayda değer bir azalma olmadan 4-5 kez kullanılabileceği görülmüştür.

3 Abstract Alkali Blue 6B-attached poly(2-hydroxyethylmethacrylate) (PHEMA) microbeads were investigated as dye-affinity adsorbents for removal of phenol and nitro-phenols (i.e., 2-nitrophenol, 4-nitrophenol and 2,4-dinitrophenol) from aqueous solutions. PHEMA microbeads were prepared by radical-suspension polymerization of HEMA in the presence of an azobisisobutyronitrile as initiator. These microbeads with a swelling ratio of 55%, and carrying 23.6 µmol Alkali Blue 6B/g polymer were then used in the removal of phenol and nitrophenols from aqueous media. Adsorption is fast in all cases (equilibrium time: 20 min). The maximum adsorptions of phenols onto the Alkali Blue 6B carrying microbeads were 145.2 µmol/g for phenol, 87.8 µmol/g for 2,4- dinitrophenol, 112.6 µmol/g for 4-nitrophenol and 104.3 µmol/g for 2- nitrophenol. The affinity order was as follows: phenol > 4-nitrophenol > 2- nitrophenol > 2,4-dinitro-phenol. The adsorption of nitrophenols decreased with increasing ph. Desorption of nitrophenols was achieved using methanol solution (30%, v/v). The Alkali Blue 6B-carrying microbeads are suitable for repeated use for more than five cycles without noticeable loss of adsorption capacity.

4 II. AMAÇ VE KAPSAM Son yıllarda hızlı nüfus artışı ve endüstrileşme sonucunda çevre kirlenmesi önemli bir sorun haline gelmiştir. Çevre kirliliğinin önüne geçmek, yaşanabilir bir çevre ve ortam oluşturmak amacıyla; kimyasal, fiziksel ve biyolojik arıtım gibi çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Ancak, fenol ve nitrofenoller gibi son derece zehirli organik bileşiklerin arıtımında çeşitli sorunlar ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle, fenol ve nitrofenollerin kesikli sistemde sulu ortamdan uzaklaştırılması gerçekleştirilmiştir. Fenol ve nitrofenollerin adsorpsiyon hızı ve denge adsorpsiyon zamanı belirlendikten sonra adsorpsiyon hızına ph etkisi ve boya takılı hidrojellerin yeniden kullanılabilmeleri araştırılmıştır. Boya takılı hidrojellere, nitrofenollerin adsorpsiyonu, başlangıç derişimi ve ph, etkisi incelenmiş ayrıca, denge adsorpsiyon süreleri de belirlenmiştir. Fenol ve nitrofenoller, su ortamında oldukça düşük derişimlerde bile suda yaşayan canlılarda toksik etki göstermektedir. Fenol ve türevleri, atık sularda bulunan en yaygın kirleticilerdir. Bu bileşikler, demir çelik, kömür, petrokimya, çözücü, boya, ilaç ve kağıt endüstrileri atık sularıyla alıcı ortamlara taşınmaktadır [1-3]. EPA Environmental Protection Agency (Çevre Koruma Ajansı, ABD) tarafından önemli kirleticiler olarak sınıflandırılan nitrofenollerin, su ortamından uzaklaştırılması ve tayini oldukça önem kazanmıştır. Fenol ve nitrofenollerin su ortamından uzaklaştırılmalarında; biyolojik arıtma, aktif karbon adsorpsiyonu ve çözücü ekstraksiyonu gibi teknikler kullanılmaktadır. Ancak, bir çok araştırmacı bu metotların ekonomik ve pratik olmadığını, yeni ve etkin adsorbanların kullanılabileceğini belirtmektedir. Günümüzde bu bileşiklerin su ortamından uzaklaştırılmalarında, polimerlerin kullanıldığı adsorpsiyon sistemleri de dikkat çekmektedir [4-9]. Alkali Blue 6B takılı poli(hema) mikrokürelere adsorplanan fenol ve nitrofenollerin desorpsiyonu için metanol kullanılmıştır. Metanollü Alkali Blue 6B takılı poli(hema) polimerinin adsorpladığı nitrofenoller yeniden çözelti ortamına geçmektedir. Polimer bazı ön işlemlerden geçirildikten sonra kurutularak yeniden kullanılmıştır. Bu işlemler tekrar edilerek, aynı polimerin en az 4-5 kez kullanılabileceği bulunmuştur [10].

5 III. MATERYAL VE YÖNTEM Laboratuvarda hazırlanmış olan fenol ve nitrofenol içeren atık suya, Alkali Blue 6B takılı poli(hema) mikroküreleri belirli bir miktarda eklenerek adsorpsiyon denge zamanı ve en fazla adsorpsiyonun olduğu ph belirlenmiştir. Fenol ve nitrofenol içeren atık su örnekleri belirli bir süre magnetik karıştırıcıda karıştırıldıktan sonra absorbansları UV/Vis spektrofotometresi ve seçimli adsorpsiyonları HPLC ile incelenmiştir. Absorbans değerlerinden faydalanılarak, kullanılan polimerin adsorpladığı fenol ve nitrofenol miktarları bulunmuştur. Sorbentin Hazırlanması Poli(HEMA) mikroküreler, 2-hidroksimetilmetakrilat (HEMA, Sigma, St. Louis, MO, USA) ve etilenglikoldimetakrilatın (EGDMA, Rohm, Germany) sulu ortamda radikalik süspansiyon polimerizasyonu ile hazırlanmışlardır [11-14]. Benzoil peroksit (BPO) ve polivinil alkol (PVA) (Aldrich, Rockford, IL, USA) başlatıcı ve stabilizör olarak kullanılmıştır. Seyreltici olararak toluenden (Merck, AG, Darmstadt, Germany) yararlanılmış ve dispersiyon ortamı olarak su kullanılmıştır. Mikrokürelerin 150-200 µm çapta ve dar bir boyut aralığında hazırlanabilmesi için optimum koşullar belirlenmiş ve polimerizasyon 600 rpm'de 65 ºC'da 4 saat ve 90 ºC'da 2 saatte tamamlanmıştır [11]. Polimerik mikroküreler, oda sıcaklığına getirilen çözeltiden süzülerek safsızlıklar uzaklaştırılmıştır. Bu çalışmada ligand olarak Alkali Blue 6B kullanılmış ve 1 M NaOH içeren ortamda hazırlanan 4 mg/ml'lik Alkali Blue 6B çözeltisinin 100 ml'sine 3 g mikroküre ilave edilmiştir. Polimerizasyon 80 ºC'de 4 saatte 400 rpm'de tamamlanmıştır. Çözeltideki Alkali Blue 6B derişimi 630 nm'de belirlenmiştir. Ayrıca mikrokürelere immobilize olan boya miktarı elementel analiz cihazı ile azot ve kükürt miktarları belirlenerek değerlendirilmiştir. Fenol ve nitrofenollerin su ortamından uzaklaştırılmasında kullanılan ligandın kimyasal yapısı ve optik mikroskop fotoğrafı sırasıyla Şekil 1 ve Şekil 2'de verilmiştir.

6 SO 3H NH OH NH NH Şekil 1. Alkali Blue 6B'nın Kimyasal Yapısı Şekil 2. Alkali Blue 6B'nin Optik Mikroskop Görüntüsü (A) Kuru poli(egdma-hema) mikroküreleri; (B) Şişmiş poli(egdma-hema) mikroküreleri; (C) Adsorpsiyon yapmış poli(egdma-hema) mikroküreleri. (Büyütme: 100 X)

7 Kullanılan Kimyasallar verilmiştir. Bu çalışmada kullanılan fenol ve nitrofenollerin kimyasal yapıları aşağıda OH OH OH OH NO NO 2 2 NO 2 (I) (II) (III) (IV) (I) fenol, (II) 4-nitrofenol, (III) 2-nitrofenol, (IV) 2,4-dinitrofenol. Fenol, 4-nitrofenol, 2-nitrofenol, 2,4-dinitrofenollerin stok çözeltileri 400 mg/l olacak şekilde günlük olarak hazırlanmıştır. NO 2 IV. ANALİZ VE BULGULAR Fenol ve nitrofenollerin spektrofotometrik özellikleri saf su ortamında değişik ph larda incelendikten sonra en fazla adsorpsiyonun olduğu ph belirlenmiştir. Bu projede, şimdiye kadar denenmemiş ve yeni sentezlenmiş Alkali Blue 6B takılı poli(hema) polimeri kullanılmıştır. Poli(HEMA-EDGA) mikroküreleri, 2- hidroksimetil metakrilat ve etilenglikoldimetakrilatın sulu ortamdaki radikalik süspansiyon polimerizasyonu ile hazırlanmıştır. Benzoil peroksit ve polivinil alkol sırasıyla başlatıcı ve stabilizör olarak kullanılmıştır. Poli(HEMA) esaslı mikroküreler hidrofilik yapıdadır. Denge şişme oranı yaklaşık % 55'dir. Alkali Blue 6B boyar maddesi boya ligandı olarak seçilmiş ve poli(hema) mikrokürelere bağlanmıştır. Kükürt ve azot analizleri ile gram polimerin 23,6 µmol Alkali Blue 6B bağladığı belirlenmiştir. Bu değer erişilen en yüksek değerdir. Adsorpsiyon ve desorpsiyon aşamalarında boya salınımının olmadığı belirlenmiştir. Adsorpsiyon (denge adsorpsiyonu) zamanı belirlendikten sonra adsorplanan fenol ve nitrofenol miktarlarının (µmol/g polimer) zamanla değişimi incelenmiştir.

8 Adsorplanan fenol ve nitrofenollerin miktarı aşağıda verilen bağıntı ile hesaplanmıştır [15-16]. Q= (C o CA) V / m Bu eşitlikte Q, mikrokürelere adsorplanan fenol veya nitrofenol miktarı (µmol/g polimer); C o ve C A sırasıyla başlangıç ve adsorpsiyondan sonra çözeltideki fenol ve nitrofenol derişimleri (µmol/l), V, deneyde kullanılan sulu fazın hacmi (L) ve m, adsorpsiyon denemesinde kullanılan boya bağlı polimerin gram olarak miktarıdır. Alkali Blue 6B taşıyan mikrokürelerin tekrar kullanılabilirliklerini incelemek amacıyla, adsorpsiyon denemesinde kullanılan polimer metanol-su karışımı ile muamele edilerek rejenerasyon olanağı incelenmiştir. Sulu fazdaki fenol ve nitrofenollerin derişimleri UV/VIS spektrofotometre ile belirlenmiştir. Bu amaçla JENWAY 6105 UV/VIS spektrofotometre cihazı kullanılmış ve her bir bileşik için kendine özgü absorbans dalga boyunda çalışılmıştır. Alkali Blue 6B taşıyan mikrokürelerin tekrar kullanılabilme imkanını incelemek için adsorsiyon denemesinde kullanılan polimer % 30 (v/v) metanol çözeltisi ile muamele edilmiş ve rejenerasyon olanağı incelenmiştir. Desorpsiyon oranı, mikrokürelerin başlangıç miktarı ve desorpsiyon ortamında son fenol ve nitrofenol derişimi ölçülerek hesaplanmıştır. Denge Zamanının Belirlenmesi ve Adsorpsiyonun Zamanla Değişimi Fenol ve nitrofenollerin kesikli adsorpsiyon denge çalışmaları her bir fenol için sulu çözeltide incelenmiştir. Bu çalışmada fenol ve nitrofenollerin başlangıç derişiminin ve ortam ph' sının adsorpsiyon hızı ve kapasitesine etkisi incelenmiştir. Bu amaçla fenol ve nitrofenollerin 400 mg/l derişimdeki çözeltilerinin 20 ml'sine (10 ml saf su + 10 ml stok çözelti) 100 mg mikroküre ilave edilerek (ph aralığı 2,0-12,0; HCl veya NaOH ile ph ayarı) oda sıcaklığında 600 rpm'de karıştırma ile adsorpsiyonları incelenmiştir. Adsorpsiyon zamanı olarak 20 dakikanın (denge adsorpsiyon zamanı) yeterli olduğu belirlenmiştir. Adsorplanan fenol ve nitrofenol miktarının (µmol/g) zamanla değişimi Şekil 3'de gösterilmiştir.

9 150 Adsorbed Phenol (µmol/g Polymer) 120 90 60 30 Phenol 4-Nitrophenol 2-Nitrophenol 2,4-Dinitrophenol 0 0 20 40 60 80 Adsorption Time (min) Şekil 3. Alkali Blue 6B taşıyan poli(hema) mikrokürelere adsorplanan fenol ve nitrofenollerin adsorplanan miktarlarının (µmol/g) zaman ile değişimi (Başlangıç derişimi 400 mg/l; t= 20 ºC ve karıştırma hızı 600 rpm). Fenollerin adsorsiyonlarının kinetik çalışmalarında Yenkie ve Natarajan [17] 4 saati yeterli bulmuştur. Ravi ve arkadaşları [18] fenol ve krezol izomerlerinin aktif karbon ile adsorpsiyonları için 20 saati denge adsorpsiyon zamanı olarak önermektedir. Furuya ve arkadaşları [19] granül aktif karbonda nitrofenol ve klorofenollerin denge zamanı olarak 2 haftayı belirtmektedirler. Shu ve arkadaşları [20] alümina silikat esaslı mikrogözenekli malzemeleri sorbent olarak kullandıkları çalışma için 48 saati kısa dengeleme süresi olarak belirtmektedirler. Gözenekli polimerik iyon değiştirici reçineyi, fenol ve klorofenoller için sorbent olarak kullanan Streat ve Sweetland [21] 20 günü dengeleme periyodu olarak rapor etmişlerdir. Gupta ve arkadaşları [22] fenol ve 4-nitrofenolün adsorpsiyonunu baca külleri ile inceledikleri çalışmalarında denge süresini 24 saat olarak belirtmektedirler. Literatürde fenolik bileşiklerin, fenol, 2-klorofenol, 4-nitrofenol, 2,4- dinitrofenol, pirogallol, pirokatekol ve rezorsinollerin uzaklaştırılmasında farklı

10 adsorbanların kullanıldığı dikkat çekmektedir. Singh ve Mishra [23] demir(iii) hidroksiti adsorban olarak kullanmışlardır. Adsorplama kapasitesi 14,7-76,5 µmol/g düzeyindedir. Adsorpsiyon hızını belirleyen muhtelif parametreler (karıştırma veya akış hızı, sorbentin porozitesi, ve yüzey alanı) ve sorbent miktarı ile ilgili yeterli bilgi mevcut olmadığından kendi çalışmamızdaki adsorpsiyon hızlarını karşılaştırmak mümkün olmamıştır. Ancak boya bağlı mikroküreler ile elde edilen adsorpsiyon hızının son derece yeterli olduğunu söyleyebiliriz. Fenol ve Nitrofenollerin Adsorsiyon Hızına Başlangıç Derişiminin Etkisi Alkali Blue 6B bağlı mikrokürelere fenol ve nitrofenollerin adsorpsiyon kapasitelerinin, fenol ve nitrofenol başlangıç derişimi ile belirgin ölçüde arttığı görülmektedir. Bu duruma örnek olarak, Şekil 4 de polimer tarafından fenol ve nitrofenollerin adsorplanmasının başlangıç derişimiyle değişim grafiği verilmiştir. Boya bağlı mikrokürelere fenol ve nitrofenollerin adsorpsiyonlarında denge zamanı, 400 mg/l başlangıç derişiminde her bir fenol ve nitrofenol için belirlenmiştir. Bu maddelerin adsorpsiyonu başlangıçta son derece hızlıdır ve 20 dakika içinde doygunluk düzeyine erişilmektedir (Şekil 3). Adsorpsiyon hızı, fenol > 4-nitrofenol > 2-nitrofenol > 2,4-nitrofenol sırasında azalmaktadır (ph=2). Fenol ve nitrofenollerin adsorpsiyonları, başlangıç derişimleri yüksek iken oldukça hızlıdır. Alkali Blue 6B taşıyan 100 mg mikrokürenin ortam ph'sı 2,0 ve fenol ile nitrofenollerin başlangıç derişimi 400 mg/l olduğunda ve 145,2 µmol/g fenol, 112,6 µmol/g 4-nitrofenol, 104,3 µmol/g 2-nitrofenol ve 87,8 µmol/g 2,4-dinitrofenol adsorpladığı belirlenmiştir. Afinite sırası 2,4-dinitrofenol > 2-nitrofenol > 4-nitrofenol > fenol sırasında artmaktadır. Adsorpsiyon davranışındaki fark, fenol ve nitrofenollerin Alkali Blue 6B ligandında reaktif fonksiyonel gruplara farklı affinitelerinden kaynaklanmaktadır.

11 150 Adsorbed Phenol (µmol/g Polymer) 120 90 60 30 Phenol 4-Nitrophenol 2-Nitrophenol 2,4-Dinitrophenol 0 0 200 400 600 800 1000 1200 Initial Concentration (mg/l) Şekil 4. Alkali Blue 6B taşıyan poli(hema) mikrokürelere adsorplanan değişik başlangıç derişimlerdeki fenol ve nitrofenollerin derişimle değişimi (ph=2,0; m: 100 mg; t= 20 C; karıştırma hızı 600 rpm). Fenol ve Nitrofenollerin Adsorsiyon Hızına ph Etkisi Fenol ve nitrofenollerin adsorpsiyonuna ph etkisi incelenmiş ve Şekil 5'de gösterilmiştir. Şekilden görüldügü gibi ph arttıkça adsorpsiyon hızı önemli ölçüde azalmaktadır. Bu bileşiklerin adsorpsiyonuna ph etkisi incelenmiş ve adsorpsiyonun, bileşiğin iyonlaşmamış durumda iken daha etkin olduğu görülmüştür. Boya bağlı hidrojellerin rejenerasyonunun metanol çözeltisi (% 30, v/v) ile yapılabileceği ve adsorpsiyon kapasitesinde bir kayıp olmadan kullanılabilecekleri belirlenmiştir.

12 Adsorbed Phenol (µmol/g Polymer) 150 120 90 60 30 Phenol 4-Nitrophenol 2-Nitrophenol 2,4-Dinitrophenol 0 0 2 4 6 8 10 12 ph Şekil 5. Alkali Blue 6B taşıyan poli(hema) mikrokürelere adsorplanan fenol ve nitrofenollerin adsorplanan miktarlarının (µmol/g) ph ile değişimleri (Başlangıç derişimi 400 mg/l; t= 20 ºC ve karıştırma hızı 600 rpm). V. SONUÇ VE ÖNERİLER Fenolik bileşikleri içeren atık sular ciddi sağlık problemlerine neden olmaktadır. Fenoller çok düşük konsantrasyonlarda bile içme sularının tadını ve kokusunu bozmaktadır. Bazı fenolik bileşiklerin tümor oluşumunu hızlandırdığı ileri sürülmektedir. Son zamanlarda, fenolik bileşiklerin uzaklaştırılması için polimerik esaslı adsorbanlar geliştirilmektedir. Bu çalışmada poli(hema-edga) taşıyıcı mikroküreleri 23,6 µmol Alkali Blue 6B g/polimer, fenol, 2-nitrofenol, 4-dinitrofenol ve 2,4-dinitrofenol gibi nitrofenollerin sulu çözeltilerinden uzaklaştırılması için kullanılmıştır. Bu çalışmada, aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir: Mikrokürelerin tek bir çözeltisinden elde edilen maksimum adsorpsiyon kapasiteleri 145,2 µmol/g fenol, 112,6

13 µmol/g 4-nitrofenol, 104,3 µmol/g 2-nitrofenol ve 87,8 µmol/g 2,4-dinitrofenol adsorpladığı belirlenmiştir. Fenol ve nitrofenollerin adsorpsiyonu ph'ın artmasıyla azalmaktadır. Sonuç olarak, bu çalışmada kullanılan adsorban sisteminin; laboratuvar ölçekli çalışmalar için ucuz, basit ve hızlı olduğu, atık sulardaki fenol ve nitrofenol türevlerinin uzaklaştırılması veya derişimlerinin minumuma indirgenmesinde kullanılmasının uygun olacağı ve sistemin endüstriyel ölçeklemeye uygulanabileceği önerilmektedir. Bu çalışma ile atık sular içindeki fenol ve nitrofenollerin, düşük maliyetli ve kolay bir yöntemle uzaklaştırılması sağlanmıştır. Projenin, büyük çaplarda ölçeklendirilmesi ile ülke ekonomisine, çevre korunmasına, atık su arıtım teknolojisine ve de literatüre önemli katkılar sağlayacağı düşünülmektedir. VI. KAYNAKLAR 1. Patterson, J. W: Wastewater Treatment Technology, Ann Arbor Science, USA, 1977. 2. Bülbül, G. and Aksu, Z., Turkish J. Eng. Environ. Sci. 1997, 21, 175-181. 3. Chitra, S. and Chandrakasan, G., J. Environ. Sci. Health, 1996, A31 (3), 599-619. 4. Dapaah, S. Y. and Hill, G. A., Biotech. Bioeng. 1992, 40, 1353-1358. 5. Perrich, J. R., Activated Carbon Adsorption for Wastewater Treatment, CRC Press, Boca Raton, FL, 1981. 6. Brasquet, C., Roussy, J., Environ. Technol., 1996, 17,1245-1252. 7. Kumar, S., Upadhyay, S.N. and Upadhyay, Y.D., J. Chem. Technol. Biotechnol., 1987, 37, 281-290. 8. Binay, K.S., and Narendra, S.R., J. Chem. Technol. Biotechnol., 1994, 61, 307-317. 9. Munaf, E., Zein, R., Kurniadi, R. and Kurniadi, I., Environ. Technol., 1997, 18, 355-358. 10. Denizli, A., Özkan, G., and Uçar, M., J. Appl. Polymer Sci., 2002, 83 (11), 2411-2418. 11. Denizli, A., Rad, Y., Pişkin, E., J. Chromatogr. B., 1995, 668,13. 12. Denizli, A., Köktürk, G., Yavuz, G., Pişkin, E., J. Appl. Polym. Sci., 1999, 74, 2803. 13. Denizli, A., Büyüktuncel, E., Genç, Ö., Pişkin., E. Anal. Lett., 1998 31, 2791.

14 14. Denizli, A., Pişkin,E., J. Chromatogr. B, 1995,670, 215. 15. Shuler, M.L.& Kargi, F., Bioprocess Engineering Basic Concepts, Prentice Hall, New Jersey, 1992. 16. Weber, W.J., Physicochemical Process for Water Quality Control, Wiley, New York 1972. 17. Yenkie, M.K.N., Natarajan, G:S., Sep. Sci. Technol., 1993, 28, 1177. 18. Ravi, V.P., Jasra, R:V. and Bhat, R.S.G. J. Chem. Technol. Biotechnol., 1998, 71, 173. 19. Furuya, E.G., Chang, H.T., Miura, Y. and Noll, K.E. Sep. Purif. Technol., 1997, 111, 69. 20. Shu, H.T., Scala, D.Li, A.A., Ma, Y.H. Sep. Purif. Technol., 1997, 11, 27. 21. Streat, M., and Sweetland, L.A., React. Functl. Polym., 1997, 35, 99. 22. Gupta, V.K., Sharma, S., Yadav, Mohan, D. J. Chem. Technol. Biotechnol., 1998, 71, 180. 23. Singh, D.K., and Mishra, A. Sep. Sci. Technol., 1993, 28, 1923.

15 VII. EKLER a) Mali Bilanço ve Açıklamaları 300 kodlu 1. 10/04/2001, Alevli analiz ve Grafit Fırın ile analiz (A.Ü. Döner Sermaye İş.Müd) 498,420,000 TL 2. 05/07/2001, NMR ve GS/MS Analizi (Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma Kurumu, TÜBİTAK) 750,000,000 TL 3. 06/12/2001, 1 kalem analiz (TÜBİTAK) 330,000,000 TL 4. 09/10/2002, 7 kalem kimyasal 449,580,000 TL 5. 18/10/2002, 5 kalem analiz Tübitak 1,500,000,000 TL 6. 25/11/2002, 5 kalem malzeme (Kılavuz Paz) 130,380,000 TL 7. 2003, 1 kalem Kimyasal madde (Biostar) 163,670,000 TL 300 kodlu gider toplamı: 3,822,050,000 TL 400 kodlu 1. 02/04/2001, Kimyasal Malzeme alımı (Sesa elek.san. Ltd. Şti) 254,860,000 TL 2. 16/04/2001, Avans Mustafa UÇAR 16 Kalem Kırtasiye malz.(best Kırt. Bilge Elek,Kılavuz Kırt.) 145,000,000 TL 3. 12/07/2001, 7 Kalem Tük.Malz. (Global Ltd.Şti) 496,780,000 TL 4. 18/07/2001, 13 kalem kimyasal malz. alımı (Birkim Ltd.Şti) 789,190,000 TL 5. 09/11/2001, 2 kalem malzeme alımı, vorteks ve küvet (Birkim Medikal) 417,720,000 TL 400 kodlu gider toplamı: 2,103,550,000 TL 600 kodlu: 1. 10/04/2001, Karıştırıcı 6 lı velp marka (Birkim Ltd.Şti) 374,400,000 TL. 600 gider toplamı: 374,400,000 TL 300+400+600 kodlu kalemler toplamı: 6,300,000,000 TL

16 b) Makine ve Teçhizatın Konumu ve İlerideki Kullanımına Dair Açıklamalar: Makine ve teçhizat çalışır durumda ve Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü Analitik Kimya Laboratuvarında kullanılmaktadır (Vorteks, Product No: 002262, 6'lı magnetik karıştrıcı, VELP Marka Cod: 10.0177). c) Teknik ve Bilimsel Ayrıntılar. d) Sunumlar: M. Uçar, A Karabakan ve A. Denizli. "Demineralize düşük kaliteli Türk linyitleri ile Klorofenollerin adsorpsiyonunun kesikli sistemde incelenmesi". 2. Ulusal Kromatografi Kongresi., Bildiri Özetleri Kitabı, sayfa 85, Kırıkkale Üniversitesi 6-8- Haziran 2001, Kırıkkale. e) Yayınlar: 1. A. Denizli, G. Özkan and M. Uçar "Dye-affinity microbeads for removal of phenol and nitrophenols from aquatic systems"., Journal of Applied Polymer Science., 83 (11), 2411-2418, 2002. 2. H. Ünver, K. Polat, M. Uçar and D.M. Zengin., "Synthesis and keto-enol tautomerism in N (2-hydroxy-1-naphthylidene)anilines"., Spectroscopy Letters., 36, 287-301, 2003. 3. K. Polat, M. Uçar and H. Ünver., Electrochemical behavior of 1-{[(3- halophenyl)imino]methyl}-2-naphthol type Schiff bases on graphite electrode., Canadian J. Chem., 14 Nisan 2003, (İncelemede) (Ref. No: 03-000172, Manuscript Control No: CHEM030011-LE).