Sulu Çözeltilerden Ağır Metal İyonlarının Ayrılması İçin Yeni Polimerik Sorbentlerin Hazırlanması

Abstract

Bu tezde ağır metal iyonlarını sulu çözeltilerden giderilmesi için dört çeşit poimerik sorbent hazırlandı. Bu reçinelar sırasıyla reçine 1, reçine 2, reçine 3 ve reçine 4 olarak isimlendirilmiştir. :Reçin 1 : Klorosulfolanmış polistiren reçine sisteamin’in fazlasıyla NMP varlığında reaksiyona sokulmuştur. Reaksiyon sonunda tiol içeren reçine elde edilmiştir ve bu reçine Hg (II), Cd (II), Pb (II), Zn (II) ve Fe (III) gibi ağır metal iyonlarının sulu çözeltilerden giderilmesinde başarıyla kullanılmıştır. Reçine 2 : Poli (akrilamid) Çapraz bağlı poli (stiren) kürecikler üzerine karboksilik asit gruplarından bir redoks polimerizasyon yöntemi kullanılarak graft edilmiştir. Elde edilen, ağırlıkça 220 % graft derecesindeki, poli (akrilamid)’in civayı çözeltilerden ppm derecesinde uzaklaştırmak için efektif bir civa-selektif sorbent olduğu gösterilmiştir. Reçine 3 : Poli (akrilamid) çapraz bağlı poli (4-vinil piridin)(P4-VP) reçine ‘Reillex 425’ üzerine graft edilmiştir. Elde edilen, ağırlıkça 117 % graft derecesindeki, polimer yüksek kapasiteli (3.36 mmol / g.) bir civa spesifik sorbentir. Reçine 4 : Civa spesifik sorbent çapraz bağlı glisidil metakrilat (GMA) (0.9 mol) ile etilen glikol dimetakrilat (EGDMA) (0.1 mol) kopolimerinden hazırlanmıştır. Bu reçinelerdeki yüklü civa amid grubu hidroliz olmaksızın tekrarlanan sıcak asetik asit etkileşimleriyle geri kazanılmıştır. Tiol ve sulfonamid grupları kolay hidroliz olmadığından Resin 1 HCl ve HNO3 gibi mineral asitlerle rejenere edilmiştir. Ayrıca bu reçineler için civa yükleme kinetik ölçümleri gerçekleştirilmiştir.

In this thesis, four types’ polymeric sorbents were prepared for removal of heavy metal ions from aqueous solutions. These resins were called resin 1, resin 2, resin 3 and resin 4 respectively. Resin 1 and Resin 2 were prepared starting from chlorosulfonated polystyrene resin. Resin 1: Chlorosulfonated polystyrene resin was reacted with excess of cystamin in NMP (N-methyl pyrrolidone). At the end of the reaction, thiol containing resin was obtained and this resin was used to remove Heavy metal ions such as Hg (II), Cd (II), Zn(II) and Fe (III) successfully from aqueous solutions. Resin 2 : Poly (acrylamide) was grafted from carboxylic acid groups onto cross linked poly (styrene) beads using a redox polymerization methodology. The resulting polymer resin with 220 wt % of grafted poly (acrylamide) has been demonstrated to be an efficient mercury-specific sorbent, able to remove Hg (II) from solutions at ppm levels. Resin 3 : Poly(acrylamide) is grafted onto crosslinked poly (4-vinyl pyridine)(P4-VP) resin “Reillex 425”. The resulting polymer resin with 111.7 wt % of Poly (acrylamide) grafts is a high capacity (3.36 mmol g-1) mercury specific sorbent. Resin 4: A mercury specific polymer sorbent was prepared from crosslinked copolymer of glycidyl methacrylate (GMA) (0.9 mol) with ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) (0.1 mol). The sorbed mercury in these resins can be eluted by repeated treatment with hot acetic acid without hydrolysis of the amide groups. Resin 1 can be regenerated by using mineral acids such as HCl and HNO3 , because thiol groups and sulfonamide groups are not hydrolysis easily.