SULU ORTAMLARDAN URANYUM KAZANILMASI VE ZENGİNLEŞTİRİLMESİ İÇİN GELİŞTİRİLEN YENİ BİR POLİMERİK ADSORBAN



Benzer belgeler
Amidoksimleştirilmiş Ağ Yapılı Bir Polimerin (IPN) 228 Ac 3+, 212 Pb 2+, 212 Bi 3+,

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

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

AYÇİÇEK YAĞI ÜRETİMİ YAN ÜRÜNLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

İYONİK ÇEVRENİN ENZİM-ULTRAFİLTRASYON MEMBRAN ARAYÜZEY ETKİLEŞİMLERİNE ETKİSİ

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

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

UiJ ; -A » * SULARDA DUŞUK DER1ŞIMLERDE BULUNAN URANYUMUN POLİMERİK ADSORBANLA TUTULMASININ KİNETİK İNCELENMESİ. RuhsarGÜRia.LİER

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

PLAZMA TEKNİĞİ İLE POLİÜRETAN HİDROJELLERİN YÜZEY ÖZELLİKLERİNİN DEĞİŞTİRİLMESİ. Asuman Koç, Tuğba Akkaş, F. Seniha Güner a

NANO KURġUN ÜRETĠMĠ VE KARAKTERĠZASYONU

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

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

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

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

Amidoksimleştirilmiş Yarı-IPN ile Sulu Çözeltiden Pb 2+ Giderimi

YENİ BİR İLETKEN POLİMER: POLİ(3,8 DİAMİNOBENZO[c]SİNNOLİN) ELEKTROKİMYASAL ÜRETİMİ VE ELEKTROKROMİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Konsantre Cevher Analizleri / Ore Grade Analysis

Fındık Çotanağı İle Bazik Mavi 41 Boyarmaddesinin Sulu Çözeltisinden Adsorpsiyonu

POLİÜRETAN NANO-KOMPOZİT SENTEZİNDE KULLANILMAK ÜZERE NANO-BÖHMİT ÜRETİMİ VE İŞLEVSELLEŞTİRİLMESİ

4. Oksijen bileşiklerinde 2, 1, 1/2 veya +2 değerliklerini (N Metil: CH 3. Cevap C. Adı. 6. X bileşiği C x. Cevap E. n O2. C x.

Mobile Batman Üniversitesi Batı Raman Kampüsü Fen Edebiyat Fakültesi Arkeoloji Bölümü Batman

Akvaryum veya küçük havuzlarda amonyağın daha az zehirli olan nitrit ve nitrata dönüştürülmesi için gerekli olan bakteri populasyonunu (nitrifikasyon

$e"v I)w ]/o$a+ s&a; %p,{ d av aa!!!!aaa!a!!!a! BASIN KİTAPÇIĞI

5) Çözünürlük(Xg/100gsu)

İYON TEPKİMELERİ. Prof. Dr. Mustafa DEMİR. (Kimyasal tepkimelerin eşitlenmesi) 03-İYON TEPKİMELERİ-KİMYASAL TEPKİMELERİN EŞİTLENMESİ 1 M.

DİREKT MAVİ 53 AZO BOYARMADDESİNİN FOTOKATALİTİK OLARAK GİDERİMİ ÜZERİNE İYONLARIN ETKİSİ

KİM-118 TEMEL KİMYA Prof. Dr. Zeliha HAYVALI Ankara Üniversitesi Kimya Bölümü

ASİT-BAZ DENGESİ ÖSS DE ÇIKMIŞ SORULAR

AKTİFLEŞTİRİLMİŞ DOĞAL ZEOLİT İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN METİLEN MAVİSİNİN ADSORPLANMASI

GÜLEN MUHARREM PAKOĞLU ORTAOKULU FEN BİLİMLERİ 8 SORU BANKASI

BOYAR MADDELERDE AKTİF KARBONUN ADSORPLANMA ÖZELLİĞİNE HİDROJEN PEROKSİTİN ETKİSİ

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

KAYE ve Spektrokimyasal seri

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/7) Akreditasyon Kapsamı

Hidroklorik asit ve sodyum hidroksitin reaksiyonundan yemek tuzu ve su meydana gelir. Bu kimyasal olayın denklemi

YARASA VE ÇİFTLİK GÜBRESİNİN BAZI TOPRAK ÖZELLİKLERİ ve BUĞDAY BİTKİSİNİN VERİM PARAMETRELERİ ÜZERİNE ETKİSİ

Üçüncü Tek Saatlik Sınav 5.111

PERİYODİK SİSTEM VE ELEKTRON DİZİLİMLERİ#6

PERİYODİK CETVEL-ÖSS DE ÇIKMIŞ SORULAR

ASİTLER- BAZLAR. Suyun kendi kendine iyonlaşmasına Suyun Otonizasyonu - Otoprotoliz adı verilir. Suda oluşan H + sadece protondur.

URANYUMUN AĞAÇLI KÖMÜRLERİNDEN ELDE EDİLEN ADSORBENTLER ÜZERİNE ADSORPSİYONU ADSORPTION OF URANIUM ON THE ADSORBENTS PRODUCED FROM AĞAÇLI LIGNITE COAL

AKRİLONİTRİL/VİNİL ASETAT KOPOLİMERİNİN KİMYASAL MODİFİKASYONU VE METAL İYONU ADSORPSİYONUNDA KULLANILMASI

Toprağın Katı ve Sıvı Fazı Arasındaki Etkileşimler

Üniversitesi, Ziraat Fakultesi, Bahçe Bitkileri Bolumu Balcalı, Adana. (Sorumlu Yazar)

Jeokimya Analizleri. Geochemical Analysis

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/6) Akreditasyon Kapsamı

SU NUMUNELERİNİN LABORATUVARA KABUL MİKTARLARI, SAKLAMA KOŞULLARI VE SÜRELERİ

ÇÖZELTİLERDE DENGE (Asit-Baz)

ÖLÇÜM VE /VEYA ANALİZ İLE İLGİLİ; Kapsam Parametre Metot Adı Metot Numarası ph Elektrometrik metot TS EN ISO 10523

TOA10 SULU ÇÖZELTİDEN ADSORPSİYON YÖNTEMİYLE NİTRİT GİDERİMİ

SIVI NÜKLEER ATIKLARDAN STRONSİYUMUN UZAKLAŞTIRILMASINDA HİDROLİZLENMİŞ POLİAKRİLONİTRİL FİBERİN KULLANILABİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi/ Journal of The Institute of Natural & Applied Sciences 17 (1):6-12, 2012

ÖZGEÇMİŞ. 1. Adı Soyadı :Neşe Öztürk. 2. Doğum Tarihi : Unvanı :Prof.Dr.

T.C. ÇEVRE VE ŞEHİRCİLİK BAKANLIĞI ÇED İzin ve Denetim Genel Müdürlüğü ÇEVRE ÖLÇÜM VE ANALİZLERİ YETERLİK BELGESİ EK LİSTE-1/11

İÇİNDEKİLER TEMEL KAVRAMLAR Atomlar, Moleküller, İyonlar Atomlar Moleküller İyonlar...37

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

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

Üçüncü Tek Saatlik Sınav 5.111

ATIKSULARDAKİ FENOL KİRLİLİĞİNİN BİYOSORPSİYON YÖNTEMİ İLE GİDERİMİNİN KESİKLİ SİSTEMDE İNCELENMESİ

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

MEV KOLEJİ ÖZEL ANKARA OKULLARI 10.SINIF KİMYA DERSİ YAZ TATİLİ EV ÇALIŞMASI

ELEKTROKİMYA II.

ÖĞRENME ALANI : MADDE VE DEĞĐŞĐM ÜNĐTE 3 : MADDENĐN YAPISI VE ÖZELLĐKLERĐ

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/5) Akreditasyon Kapsamı

Bileşikteki atomların cinsini ve oranını belirten formüldür. Kaba formül ile bileşiğin molekül ağırlığı hesaplanamaz.

ASİT VE BAZ TEPKİMELERİ

Acid Blue 121 Boyar Maddesinin Muz Kabuğuna Kesikli Sistemde Adsorpsiyonunun Araştırılması

Atomik Emisyon Spektroskopisi

BİYOİNORGANİK KİMYA. Prof. Dr. Ahmet KARADAĞ

BİSFENOL A NIN BAKIRIN LEKTROKİMYASAL DAVRANIŞLARINA ETKİSİ 1. The Effects of Bisphenol A on Electrochemical Behaviour of Copper*

Kimya Mühendisliği Bölümü, 2014/2015 Öğretim Yılı, Bahar Yarıyılı 0102-Genel Kimya-II Dersi, Dönem Sonu Sınavı

T.C. AKSARAY ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL VE TEKNOLOJİK UYGULAMA VE ARAŞTIRMA MERKEZİ (ASÜBTAM)

2+ 2- Mg SO 4. (NH 4 ) 2 SO 4 (amonyum sülfat) bileşiğini katyon ve anyonlara ayıralım.

GENEL KİMYA 101 ÖDEV 3

HACETTEPE ÜNĐVERSĐTESĐ EĞĐTĐM FAKÜLTESĐ ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞTĐRME

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/6) Akreditasyon Kapsamı

HAM KİL VE KALSİNE KİL KULLANILARAK ATIK SULARDAKİ ORGANİK MADDE VE İYONLARIN GİDERİMİ DANIŞMANLAR

ARAŞTIRMA ENSTİTÜSÜ/İSTASYONLARI MÜDÜRLÜKLERİ DÖNER SERMAYE İŞLETMELERİ 2014 YILI BİRİM FİYAT LİSTESİ. 1 ph 14,00. 2 Elektriksel İletkenlik 14,00

AKTİVİTE KATSAYILARI Enstrümantal Analiz

a. Yükseltgenme potansiyeli büyük olanlar daha aktifdir.

KİMYASAL REAKSİYONLARDA DENGE

Doğal Rb elementinin atom kütlesi 85,47 g/mol dür ve atom kütleleri 84,91 g/mol olan 86 Rb ile 86,92 olan 87

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

HANTZSCH TEPKİMESİNİN ÜRE SAPTANMASINA UYGULANMASI

LDPE/EVOH Harmanlarının Hazırlanması, Karakterizasyonu ve Bazı Özellikleri

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

REKOMBİNANT E.coli KÜLTÜRLERİ İLE ENZİM ÜRETİMİNİN KİNETİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ. Dilek KAZAN, Amable HOKTAÇSU ve Agnes ÇAMURDAN

Redoks Kimyasını Gözden Geçirme

SINIR TENORUNUN EKONOMİK BAKIR MİKTARI TAHMİN HASTASINA ETKİSİ

ÖN SÖZ. Üniversiteye hazırlık yolunda, yeni sınav sistemine uygun olarak hazırladığımız YKS Alan Yeterlilik

NİŞASTA-AKRİLİK ASİT GRAFT KOPOLİMERLERİN Pb 2+ VE Cu 2+ İYONLARININ UZAKLAŞTIRILMASINDA KULLANIMI

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/9) Akreditasyon Kapsamı

ÇAPRAZ BAĞLI KOPOLİMERLERE KATYONİK BOYARMADDE SOĞURUMU

KİMYA-3 (ÇALIŞTAY 2012) Grup Adı: İLLAKİ BİTKİLER PROJE ADI ERİK ÇEKİRDEĞİNİN AĞIR METAL GİDERİMİNDE KULLANIMI. Proje Ekibi PROJE DANIŞMANLARI

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

Derece Alan Üniversite Yıl

T.C. DİCLE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

BOR KATKILI HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

Transkript:

/. Ulusal Nükleer Yakıt Teknolojisi Sempozyumu, 3-5 E\ TR0000007 SULU ORTAMLARDAN URANYUM KAZANILMASI VE ZENGİNLEŞTİRİLMESİ İÇİN GELİŞTİRİLEN YENİ BİR POLİMERİK ADSORBAN H. GÜLER', N. ŞAHİNER 2, G. A. AYCIK 1, O. GÜVEN 2 'TAEK, Ankara Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi, 06105, Saray, Ankara. 2 Hacettepe Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, 06532 Beytepe, Ankara. ÖZET Sulu fazdaki çevre örneklerinde bulunan düşük derişimlerdeki uranyumun verimli bir şekilde tutulabilmesi için hızlı ve seçici bir şekilde uranyum soğurabilen, yeterli adsorpsiyon kapasitesi olan ve ortama karşı yüksek fiziksel ve kimyasal kararlılık gösteren adsorbanlara gereksinim vardır. Bu çalışmada hem suda şişmeyi sağlayan hidrofilik grupları hem de uranyumla şelat yapabilen amidoksim grubunu içeren yeni bir polimerik adsorban geliştirilmiş ve bu adsorbanin sulu ortamdan uranyum adsorplama kapasitesi incelenmiştir. Adsorban, polietilen glikolun (PEG) akrilonitril (AN) içerisindeki çözeltisinin değişik dozlarda ışınlanması ile oluşturulan ÎPN (Interpenetrating Polymer Networks) polimerlerinden, IPN ye dönüşümü yaklaşık % 60 olanına amidoksimleştirme tepkimesi uygulanarak elde edilmiştir. Akrilonitrildeki nitri! (CN) grubunun hidroksilamin (NH2OH) ile amidoksim (HONCNH2) grubuna dönüştürülmesi tepkimesinin kinetiği sulu ortamda molce NH2OH/CN = 1,25 oranında, üç farklı sıcaklık için 3-4 gün süre ile incelenmiştir. Amioksimleşme derecesi uranii (UO2 2+ ) iyonu adsorpsiyonu ve FTER. spektrometresi ile UOî 2+ iyonu adsorpsiyonu ise UV ve gamma spektrometresi ile ve gravimetrik olarak belirlenmiştir. Polimerik adsorbanin yüksek bir verimle UÛ2 2+ iyonlarını adsorpladığı görülmüştür (~ 540 mg U/g İPN/day). ABSTRACT Using adsorbents is thought to be the most effective method for recovering the low concentrations of uranium in the aqueous media because of their fast and selective uptake of uranium, a sufficient adsoiption capacity and high physical and chemical stability against the media. In this study, a new polymeric adsorbent bearing both hydrophilic groups providing swelling in water and amidoxime groups for chelating with uranyl ions (UG 22 ") has been developed and its adsorptive ability for uranium from aqueous media has been investigated. The polymers obtained by irradiating the solution of polyethylene glycol (PEG) in acrylonitrile (AN) are defined as Interpenetrating Polymer Networks (IPNs) and the adsorbent has been obtained by applying the amidoximation reaction to the IPNs with a conversion of 60 %, approximately. Kinetics of the conversion reaction of nitrile (CN) group to amidoxime (HONCNH2) group has been studied by reacting with hydroxylamine (NH2OH) solution at a molar ratio of NH2OH/CN=1.25 in aqueous media at three different temperatures, 30, 40, 50 C, for 3-4 days. The degree of amidoximation was determined by UO2 2+ ion adsorption and FTIR spectrometer and the UC>2 2+ ion adsorption values were found by both UV and gamma spectrometry and also by gravimetry. It was found that the polymeric adsorbent has a very high adsorption ability for uranium (~ 540 mg U/g IPN/day). 67

GIRIŞ Karalardaki uranyum kaynaklarının yakın bir gelecekte tükenmesi beklenildiğinden son 30 yıldır yapılan araştırmalar uranyumun geleneksel olmayan kaynaklardan kazanılmasına doğru yönlenmiştir. Bu kaynaklar kömür, yeraltı sulan (0.1-10 mg U/m 3 ) ve özellikle de deniz suyudur (2.8-3.3 mg U/m 3 ). Uranyum madenlerinden çıkan uranyumla kirlenmiş sulardaki (0.1-15 mg U/m 3 ) uranyumun giderilmesi de çok önemli bir çevre sorunudur. Çeşidi adsorbanlar kullanılarak uranyum kazanılması yönteminin, adsorbanlann uranyum için yüksek seçicilikleri olması, kolay elde edilebilmeleri, tekrar geri kazanılabilmeleri, çevre için güvenli olmaları vb. nedenlerle en etkili yöntem olduğu düşünülmektedir. Pek çok değişik tipteki adsorbanlar arasında amidoksim grubu içeren adsorbanlar çok daha fazla incelenmiştir [1-6]. Bunun nedeni sulu titanyum oksit gibi inorganik adsorbanlarla karşılaştırıldığında, uranyumu çok miktarda adsorplamaları ve desorpsiyon işlemlerinde kullanılan asitler gibi kimyasal maddelere karşı olan yüksek kararlılıklarıdır [7]. Hem amidoksim grubunu hem de hidrofilik grupları içeren adsorbanîar sadece amidoksim grubunu içerenlere göre çok daha fazla uranyum tutarlar. Bunun nedeni amidoksim, amid, karboksi! ve hidroksil grupları arasında en az hidrofilik olan grubun amidoksim grubu olmasıdır [8,4]. Adsorpsiyonda hız belirleyen basamak olan sulu çözeltinin difiizyonu daha hidrofilik olan polimerlere daha hızlı olduğundan su alımı ve buna bağlı olarak da uranyum alımı hidrofilik gurupların türüne ve miktarına göre artar [9]. Bu nedenle bu çalışmada, hem suda şişmeyi sağlayan hidrofilik grupları hem de uranyumla şelat yapabilen amidoksim grubunu içeren yeni bir poiimerik adsorban, polietilen glikolun (PEG) akrilonitril (AN) içerisindeki çözeltisinin değişik dozlarda ışınlanması ile elde edilen IPN lere (Interpenetrating Polymer Networks) amidoksimleştirme tepkimesi uygulanarak elde edilmiş ve adsorbanın sulu ortamlardan uranyum adsorplama kapasitesi araştırılmıştır. DENEYSEL ÇALIŞMA IPN oluşumu Polietilen glikolun (PEG, 35000) akrilonitril (AN) içerisindeki çözeltisinin değişik dozlarda ışınlanması ile IPN polimerleri elde edilmiştir. İşınlama işlemleri 5,0 kgy h' 1 doz hızına sahip w Co-gama kaynağı ile oda sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Elde edilen IPN lerin belirli kütleleri [(triodo], 48 saat dimetil formamidde (DMF) ve 24 saat deiyonize suda bekletildikten sonra 40 C ta sabit kütleye ulaşılana dek kurutulmuştur [(mıp>j) s ]. IPN lerin dönüşümü, D (%) = [(IHIPN)»] / [(mn> N )o] xl00 olarak tanımlanır. Daha sonraki deneylerde kullamian IPN ler PEG - AN çözeltisinin 14,1 kgy dozda ışınlanması ile elde edilmiştir. Bu değer, D (%) - doz (kgy) grafiğinde (Şekil 1) en yüksek dönüşümü veren platonun başlangıcında ulaşılan yaklaşık doz değeridir. IPN ler silindirik bir geometride (~3mm çap, ~3mm yükseklik) kesilerek kullanılmıştır. Nitril (CN) grubunun anıidoksinıleştirümesi IPN lerdeki nitril (CN) grubunun hidroksilamin (NH 2 OH) ile amidoksim (HONCNH 2 ) grubuna dönüştürülmesi tepkimesinin kinetiği, sulu ortamda molce NH2OH/CN = 1,25 oranında, 30, 40 ve 50 C sıcaklıklar için 3-4 gün süre ile incelenmiştir. IPN ler amidoksimleşme tepkimesinden önce 48 saat süre ile deiyonize suda bekletilmiştir. Hidroksilamin çözeltisi, sulu hidroksilamin hidroklorür çözeltisinin katı sodyum hidroksit ile nötralleştirilmesi ile elde edilmiştir. Belirli aralıklarla tepkime kabından alınan amidoksimleştirilmiş IPN ler 24 saat süre ile deiyonize suda bekletildikten sonra 40 C ta sabit kütleye ulaşılana dek kurutulmuştur. 68

Amidoksimleşme derecesi UO2 Z+ iyonu adsorpsiyonu ölçümleri ve Nicolet 520 Model FTIR spektrometresi ile belirlenmiştir. Amidoksimleştirilmiş IPN lerin su içeriği ve sudaki kütle kaybı Belirli sıcaklıklarda değişik süreler amidoksimleştirilmiş IPN lerin belirli kütleleri [(mn>n)o], 48 saat deiyonize suda tutulduktan sonra sadece dış yüzeylerindeki su kurulanarak yaş kütleleri [(mn>n) y ] ve yaş IPN ler 40 C ta sabit kütleye ulaşılana dek kurutulduktan sonra kuru kütleleri belirlenmiştir [(ITUPKOIJ. Amidoksimleştirilmiş IPN lerin su içeriği ve sudaki kütle kaybı sırasıyla, [(nwy - (ma> N ) 0 ] / (niip N )o (g H 2 0 / g IPN) ve [(mn> N )o - (mipn)k] / (m^o xl00 (%) olarak tanımlanmıştır [10]. Amidoksimleştirilmiş EPN lere UOı 2+ iyonu adsorpsiyonu Belirli sıcaklıklarda değişik sürelerle amidoksimleştirilmiş IPN lerin belirli kütleleri (-0.025 g), 20 cm 3 0,01 M UO 2 (NO3)2.6H 2 O çözeltisi (ph=4) ile 24 saat süre ile etkileştirildikten sonra EPN ler çözeltiden alınarak deiyonize su ile çalkalanıp 40 C ta sabit kütleye ulaşılana dek kurutulmuştur. UOÎ 2 * iyonlarının çözeltideki denge derişimi UV spektrometresi ile belirlenmiş ve kompleksleştirici olarak 450 nm de absorpsiyon maksimumu veren sodyum salisilat kullanılmıştır. Absorpsiyon ölçümleri Hitachi Model 200-20 çift ışık yollu görünür bölge UV spektrofotometresi ile 450 nm de boş çözeltiye karşı (deiyonize su) yapılmıştır. Katı IPN lere adsorplanan uranyum miktarı gama spektrometresi ile ve gravimetrik olarak belirlenmiştir. Gama ölçümleri 110 cm 3 kuyu-tipi HPGe detektörlü ORTEC-GWL- 110220-S Model gama spektrometresi ile yapılmıştır. Pik alanları uranyumun 63.283 ve 92.5 kev enerjileri için saptanmıştır. BULGULAR VE TARTIŞMA IPN oluşumu Oluşturulan IPN ler beyaz renkli, homojen ve artan ışınlama dozu ile sertliği artan bir yapıdadır. IPN ye dönüşümün dozla değişimi Şekil 1 de verilmiştir. Amidoksimleştirme tepkimeleri için kullanılan IPN ler PEG-AN çözeltisinin 14,1 kgy dozda ışınlanması ile elde edilmiştir. Bu değer, D (%) - doz (kgy) grafiğinde en yüksek dönüşümü veren platonun başlangıcında ulaşılan yaklaşık doz değeridir (Şekil 1). Bunun nedeni daha yüksek ışınlama dozlarında artan çapraz bağlanma ile IPN lerin şişmesinin yani su alımının azalması ve buna bağlı ojarak da amidoksimleşme sonrasındaki uranyum alımının azalmasıdır. Nitril (CN) grubunun amidoksimleştirilmesi 30 C ta amidoksimleştirilmemiş ve 7, 28, 48 ve 72 saat amidoksimleştirilmiş IPN lerin FTIR spektrumlan Şekil 2 de verilmiştir. Şekilde görüldüğü gibi amidoksimleşme süresi arttıkça, 2242 cm' 1 deki nitril (C=N) grubunun karakteristik gerilme bandının gitgide küçüldüğü ama 72 saat amidoksimleşme süresi için bile henüz yok olmadığı, 1652 cm"' deki C=N grubunun karakteristik gerilme bandının ise gitgide büyüyerek genişlediği görülmektedir. 3360 ve 3390 cm" 1 de ki pikler sırasıyla NH 2 grubunun antisimetrik ve simetrik gerilmelerine özgüdür. 930 cm" 1 deki amidoksimleşme süresi arttıkça gitgide genişleyen pik ise N-0 gerilmesine özgüdür. Bu sonuçlar nitril gruplarının hidroksilamin ile tepkimesi sonucunda amidoksim grubuna dönüştüğünü ve ayrıca dönüşümünün tepkime süresi ile arttığını açıkça 69

göstermektedir. 72 saatlik tepkime süresi sonunda tepkimeye girmeden kalan nitril gruplarının varlığı ise bu sürede dönüşümün henüz tamamlanmadığını göstermektedir. Amidoksimleştirilmis ÍPN lerin su içeriği ve sudaki kütle kaybı Üç farklı sıcaklıkta amidoksimleştirilmiş IPN lerin su içeriğinin ve sudaki kütle kaybının amidoksimleşme süresi ile değişimi sırasıyla Şekil 3 ve 4 te verilmiştir. 30 C ta gerçekleştirilen amidoksımleşme tepkimesi için amidoksimleşme süresi arttıkça yani amidoksim gruplarının derişimi arttıkça su içeriği de doğru orantılı olarak artmaktadır. Ancak 40 ve 50 C ta gerçekleştirilen amidoksimleşme tepkimeleri için su içeriği başlangıçta amidoksimleşme süresi ile doğru orantılı olarak artarken 40 C ta yaklaşık 30 saatlik ve 50 C ta yaklaşık 15 saatlik tepkime süresinden sonra su içeriği azalmaya başlamıştır (Şekil 3). Bu durum çapraz bağlanmamış PEG zincirlerinin suda özütlenmiş olabileceğini ve bu nedenle de yapının hidrofılikliğinin azaldığını göstermektedir. Bunun nedeni PEG zincirlerinin bidrofılikliğe olan katkısının amidoksim gruplarından çok daha fazla olmasıdır. Kütle kaybının amidoksimleşme süresi ile artması da yine aynı nedenle açıkianabilmektedir (Seki! 4} îpn lerin yapısının daha hidrofılik bir karakterden daha az hidrofılik bir karaktere değişme hızı 10 derecelik bir sıcaklık artışı için yaklaşık olarak iki kat artmıştır (Şekil 3). Kütle kaybının sıcaklıkla değişme hızı ise yine artan sıcaklıkla doğru orantılı olarak yapıdan özütienen PF.G zincirlerinin miktarının artması nedeni ile artmaktadır (Şekil 4). Amidoksimieştirümiş IPN Sere UOj 3+ iyonu adsorpsiyonu UO2 ' iyonları adsorplanmış amidoksimieştirümiş IPN lerin renklerinin, amidoksimleşme süresi arttıkça açık sandan koyu kahverengiye doğru koyulaştığı gözlenmiştir. Gravimetri, UV ve gama spektrometresi yöntemleri ile saptanan, 30 C ta amidoksimleştirilmiş IPN lerin birim kütlesi (g) basma adsorplanan uranyum miktarının amidoksimieşme süresi ile değişimi Şekil 5 te karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Adsorplanan uranyum miktarı, amidoksimleşme süresi ile orantılı olarak artan IPN ierdeki amidoksim grubu derişimi ile artar. 30 C ta amidoksimleştirilmiş IPN ler için her üç yöntem ile elde edilen eğriler benzer davranış göstermektedir (Şekil 5) ve 40 ve 50 C ta amidoksimleştirilmiş IPN ler için de benzer davranışlar gözlenmiştir. Gravimetrik ve gama spektrometrik ölçümler doğrudan katı IPN lerden yapılmıştır. Bu çalışmada sulu ortamda var olan tek katyon UO2 2 * iyonu olduğu için gravimetrik sonuçlar en az saçılan ve en güvenilir olan sonuçlardır. Doğal ortamlardan (deniz suyu, yeraltı suları, uranyumla kirlenmiş maden suları, vb.) adsorpsıyon söz konusu olduğunda, bu ortamlarda UC>2 2+ iyonları ile birlikte var olan diğer katyonların (Na, K, Mg, Ca, Fe, Ni, Cu, Zn, Pb, Mn, AJ, Cr, Cd, As, Au, Ag, Ra, Th, Mo, V, vb.) da adsorbana adsorplanmasi nedeni ile gravimetrik sonuçlar kullanılamazlar. Gama spektrometrik sonuçlar, uranyum için yüksek seçiciliği olması ve hiç bir matrix etkisi olmaması nedeniyle UO 22 * iyonlarının doğal ortamlardan adsorplanmasi için elde edilen en güvenilir sonuçlardır. Ayrıca yüksek uranyum derişimlerindeki yüksek sayım hızları nedeniyle sayım hataları daha düşük olduğundan gama spektrometrik sonuçlar yüksek uranyum derişimli örnekler için daha güvenilirdir. UV ölçümleri dolaylı olarak çözeltiden yapılmış ve adsorplanan uranyum miktarı da çözeltideki UO2 2 iyonları derişimindeki azalmadan bulunmuştur. Absorpsiyon ölçümlerindeki 0,001 birimlik fark çözeltinin adsorpsiyon sonrası denge derişiminde 0,645 mg uranyuma karşın gelmektedir ve bu da uranii iyonu adsorpsiyonu için kullanılan ÍPN nin kütlesine bağlı olarak gram IPN başına yaklaşık 30 mg uranyuma karşın gelmektedir. 30 C ta amidoksimleştirilmiş IPN lere uranyum adsorpsiyonu için yapılan UV spektrometrik ölçüm sonuçlarının ortalama hatası yaklaşık % 40 tir. Bu da göstermektedir ki UV sonuçları üç yöntem arasında en çok 70

saçılan ve en az güvenilir olan sonuçlardır. UV spektrometrisi nicel olarak en az güvenilir olan yöntem olmakla birlikte, adsorplanan uranyum miktarlarının yaklaşık değerleri ve adsorban hakkında genel bir fikir vermektedir. Büyük matriks etkilerinin var olması nedeni ile UV spektrometrisinin de doğal ortamlardan uranyum adsorpsiyonu çalışmaları için en uygun yöntem olması söz konusu değildir. Gama spektrometresi ile saptanan, 30, 40 ve 50 C ta amidoksimleştirilmiş IPN lerin birim kütlesi başına adsorplanan uranyum miktarının amidoksimleşme süresi ile değişimi Şekil 6 da görülmektedir. Uranyumun adsorplannıa hızı başlangıçta sıcaklıkla doğru orantılı olarak artarken, 40 C ta yaklaşık 40 saat ve 50 C ta yaklaşık 20 saatlik tepkime süresinden sonra, IPN lerde gözlenen parçatanmalar nedeniyle değerlerde saçılmalar gözlenmektedir. 30 C için 72 saatlik tepkime süresine dek böyle bir etki gözlenmemiştir. Gravimetrik ve UV spektrometrik veriler için de benzer sonuçlar elde edilmiştir. SONUÇ Bu çalışmada kullanılan yöntemlerle saptanan gram IPN başına adsorplanan en büyük uranyum miktarları Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1 : Gravime+ri, UV ve gama spektrometresi yöntemleri ile saptanan, 30, 40 ve 50 C ta amidoksimleştirilmiş IPN lerin birim kütlesi başına adsorplanan en büyük uranyum miktarları. Amidoksimleşme sıcaklığı ( C) 30 40 50 Amidoksimleşmemiş IPN Adsorplanan uranyum miktarı (mg/g IPN) Gravimetri 149 340 353 Kütle kaybı UV-Spektr. 208 190 398 75 Gama Spektr. 156 379 542 22 Belirli bir geometride ve fiziksel yapıda olan amidoksimleştirilmiş IPN lerin en büyük miktarda uranyum alma kapasitesine ulaştıkları optimum koşullar 50 C amidoksimleşme sıcaklığı ve yaklaşık 20 saatlik tepkime süresi olarak saptanmıştır (Şekil 6). Bu koşullarda amidoksimleştirilmiş IPN için gama spektrometresi ile elde edilen en büyük adsorpsiyon değeri yaklaşık > 540 mg U/g IPN/gün olarak bulunmuştur. Ticari adı "Go Pur 3000" olan akrilonitril ve hidroksamik asit ile sentezlenmiş yeni bir amidoksim polimerin uranyum madeni atık sularından (ph=5.5) uranyum adsorplama kapasitesinin 600 mg U/g adsorban ve sadece UO 2 2+ iyonlarına özgü olan özgün adsorplama kapasitesinin ise 880 mg U /g adsorban olduğu bilinmektedir [11]. Bu çalışmada elde edilen ve GoPur kullanıcılarının verdiği sonuçlar amidoksim polimerlerinin sulu ortamlardan uranyum tutmakta çok etkin olduklarını yeniden göstermiştir. Amidoksim polimerleri sularda var olan değişik'metal iyonlarına karşı da önemli bir ilgi gösterdiğinden sulu ortamlardan uranyumla birlikte adsorplanan bu yan ürünlerin de nitel ve nicel olarak saptanabilmesi için daha fazla araştırma yapılmalıdır. IPN lerin mekanik dayanıklılığını ve uranyum adsorplama kapasitelerini artırmak amacıyla, IPN lerin sentezlenmesinde değişik molekül kütleli PEG kullanılması, IPN lerin farklı geometrilerde kullanılması, daha yüksek amidoksimasyon sıcaklıklarının uygulanması ve alkali uygulaması ile IPN nin yapısında amidoksime dönüşmeden kalan nitril gruplarının karboksilik asit gruplarına hidrolizlenmesi bu çalışmanın daha ileri aşamaları olarak düşünülmektedir. Sulu 71

ortamda var oian katyon ve anyonların ve ph in IPN lere uranyum adsorpsiyonuna olan etkisi de yapay olarak hazırlanmış uranyum madeni atık sulan ile çalışılacaktır. Nicel uranyum adsorpsiyonu ölçümlerinde kullanılan ve literatürde sıklıkla karşılaşılan UV spektrometrisi, gama spektrometrisi ve gravimetri ile karşılaştırıldığında en az güvenilir olan yöntem olarak bulunmuştur. Uranyumun doğal ortamlardan olan adsorpsiyonu için en güvenilir olan yöntem ise gama spektrometrisi olarak bulunmuştur. TEŞEKKÜR Yazarlar, bu çalışmayı 9082/RO Araştırma Kontrat Nolu Proje ile destekleyen Uluslararası Atom Enerji Ajansı'na teşekkür ederler. KAYNAKLAR [1]. Sugasaka, K., Katoh, S., Takai, N., Takahashi, H. and Umezawa, Y., "Recover)' of uranium from seawater", Sep. Sci. Techno!., 16, 971 (1981) [2]. Schenk, H. J., Astheimer, L., Witte, E. G. and Schwochau, K., "Development of sorbers for the recovery of uranium from seawater. 1. Assessment of key parameters and screening studies of sorber materials", Ibid, 17, 1293 (19S2). [3]. Astheimer, L., Schenk, H. J., Witte, E. G. and Schwochau, K., "Development of sorbers for the recovery of uranium from seawater. 2. The accumulation of uranium from seawater by resins containing amidoxime and imidoxime functional groups", Ibid., 18, 307(1983). [4]. Katoh, S., Sugasaka, K., Sakane, K., Takai, N., Takahashi, H., Umezawa, Y. and Itagaki, K., "Extraction of uranium from seawater by a fibrous adsorbent. I. Preparation of the fibrous adsorbent containing amidoxime group and adsorption property for uranium", Nippon Kagaku Kaishi, 9, 1449 (1982). [5]. Egawa, H. and Harada, H., "Recovery of uranium from seawater by using chelating resins containing amidoxime groups", Ibid., 7, 958 (1979). [6]. Omichi, H., Katakai, A., Sugo, T. and Okamoto, J., "A new type of amidoxime-group containing adsorbent for the recovery of uranium from seawater", Sep. Sci. Techno!., 20, 163 (1985). [7]. Omichi, H., Katakai, A., Sugo, T. and Okamoto, J., "A new type of amidoxime-group containing adsorbent for the recovery of uranium from seawater. III. Recycle use of adsorbent", Ibid, 21, 563 (1986). [8]. Omichi, H., Katakai, A., Sugo, T. and Okamoto, J., "A new type of amidoxime-group containing adsorbent for the recovery of uranium from seawater. II. Effect of grafting of hydrophilic monomers", Ibid, 21, 299 (1986). [9], Okamoto, J., Sugo, T., Katakai, A. and Omichi, H., "Atnidoxime-group-containing adsorbents for metal ions synthesized by radiation-induced grafting.", J. Appl. Polym. Sci., 30,2967(1985). [10]. Hirotsu, T., Katoh, S., Sugasaka, K., Takai, N., Seno, M. and Itagaki, T., "Effect of water content of hydrophilic amidoxime polymer on adsorption rate of uranium from seawater" Ibid, 36, 1741 (1988). [11]. Gohlke, U., Otto, A. and KiePig, G,"Treatment of mining - wastewaters of the Erzgebirge through precipitation and flocculation", Vom Wasser, April (1995). 72

O 1O 2O 3O 4O 5O «SO 7O SO >O Şekil 1. IPN dönüşümlerinin ışınlama dozu ile değişimi. O Dalga sayısı (cm" 1 ) Şekil 2. Amidoksimleştirilmemiş ve 30 C ta 7, 28, 48 ve 72 saat amidoksimleştirilmiş IPN lerin FTIR spektrumlan. 73

X.52 l.o JS9 O.«S Şekil 3. 30, 40 ve 50 C ta amidoksimleştirilmiş IPN lerin su içeriğinin amidoksimleşme süresi ile değişimi. Amldok>lmleuns»«* «=»! (nat) Şekil 4. 30, 40 ve 50 C ta amidoksimleşunkniş IPN lerin sudaki kütle kaybının amidoksimleşme 74

23O 1O 2O 3O 4O Şekil 5. 30 C ta amidoksimleştirilmiş IPN lere adsorplanan uranyumun gravimetri ve UV ve gama spektrometreleri ile elde edilen değerlerinin amidoksimleşme suresi ile değişimi. 600 soo 3 O O 2OO XOO o 10 20 30 -*o so «50 Amidok*imlosme»tlr-ctml so Şekil 6. 30, 40 ve 50 C ta amidoksimleştirilmiş IPN lere adsorplanan uranyumun gama spektrometresi ile elde edilen değerlerinin amidoksimleşme süresi ile değişimi. 75 EXT PAG E (S) left BLANK