Çapraz Bağlı Polivinilpirolidon Nanokompozitlerinin Hazırlanması Ve Adsorpsiyon Kinetiklerinin İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada 92,6 ve 145 meşdeğer/100 g KDK kapasiteli, iki çeşit Na MMT kullanılmıştır: MMT (92,6) ve MMT (145). Bu killer oktadesil amonyum ile Bölüm 3.3.1.’de verilen yöntemle organokil haline getirilmiştir: OK (92,6) ve OK (145). Bu organokiller kullanılarak Bölüm 3.3.2.’de verilen yöntemle PVPP çapraz bağlı nanokompozitleri hazırlanmıştır. Örneklerde OK yüzdesi % 5 ve % 10 olarak alınmıştır. Örneklerin tanımlamaları OK yüzdesi, KDK farkını kapsayacak şekilde, mesela % 5 OK içeren 145 KDK’lı PVPP örneği “PVPP-OK/5 (145)” şeklinde yapılmıştır. Nanokompozitlerin adsorpsiyon deneylerindeki farklarını belirlemek için referans olarak Bölüm 3.3.2.’de verilen yöntem OK kullanılmadan yapılarak çapraz bağlı kilsiz PVPP örneği de sentezlenmiştir. Hazırlanan örneklerin FTIR, DSC ve TGA karakterizasyonları yapılarak sentezlenen örnek tanımlanmıştır. Bu örnekler Bölüm 3.3.3.6.’da verilen yöntemle 0,05 g kullanılarak 40 mg/L konsantrasyondaki metilen mavisi çözeltisinden adsorpsiyon deneyleri 30 0C’ta yapılmıştır. Veriler qt-t grafikleri ile gösterilmiştir. Kil ve organokiller ile PVPP ve PVPP nanokompozit örneklerinin ne kadar metilen mavisi adsorpladığı bulunduktan sonra adsorpsiyon hızının 1. ve 2. dereceden hız denklemine uygulanabilirliği araştırılmıştır. PVPP-OK/10 (92,6) örneğinin 0,01, 0,03 ve 0,05 g miktarlarında 40 mg/L konsantrasyondaki metilen mavisi çözeltisinde 30 0C’ta adsorpsiyonu yapılarak adsorban miktarının adsorpsiyon kapasitesine etkisi araştırılmıştır. PVPP-OK/10(92,6) örneği, 0,05 g miktarında 40 mg/L konsantrasyondaki metilen mavisi çözeltisinde kullanılarak farklı sıcaklıklarda adsorpsiyon deneyleri yapılmıştır. 30, 40 ve 50 0C sıcaklıklarda yapılan deney sonuçlarından termodinamik hesaplamalar ile aktivasyon enerjisi hesaplanmıştır. 0,05g miktarındaki PVPP-OK/10 (92,6) örneğinin 40, 80, 120 mg/L konsantrasyondaki metilen mavisi çözeltisinden adsorpsiyonu deneyleri 30 0C’ta yapılarak sonuçlar Freundlich ve Langmuir adsorpsiyon izotermlerine uygulanmıştır.

In this study, two types of Na MMT with cation excahange capacity (CEC) values of 92,6 and 145 meq/100 g are used: MMT (92,6) and MMT (145). The mentioned clays are modified into organoclay with octadecyl ammonium by using the method given in Section 3.3.1: OC (92,6) and OK (145). The mentioned organoclays are make into PVPP crosslinked nanocomposites by using the method given in Section 3.3.2. The OC percentages are taken as 5% and 10% for these samples. The samples are definied including the OC percentage and the difference of CEC value, for instance the PVPP which has 145 meq/100 g CEC value with 5% OC is defined as ‘PVPP-OC/5 (145)’. The sample of crosslinked PVPP without organoclay is also synthesised by using the method in Section 3.3.2. to specify the differences on the adsorption experiments of nanocomposites. The synthesised samples are defined by performing the FTIR, XRD, DSC and TGA characterizations. The adsorption experiments of these samples which are taken 0.05 g are conducted on methylene blue solution with 40 mg/L concentration at 30 0C by using the method given in Section 3.3.3.6. The data are plotted on qt-t graphs. After determining the adsorption capacities of the clay and organoclays with PVPP and PVPP nanocomposites on metyhlene blue, the applicability of adsorption rate on first and second order rate equation is investigated. The effect of adsorbent amount on adsoption capacity is investigated for PVPP-OC/10 (92,6) sample with 0.01, 0.03 and 0.05 g amounts on metyhlene blue solution of 40 mg/L by performing adsorption at 30 0C. The adsorption experiments at various temperatures are performed by using 0.05 g of the sample PVPP-OC/10 (92,6) on methylene blue solution with 40 mg/L concentration. Activation energy is calculated by thermodynamic calculations using the data taken from the experiments at 30, 40 and 50 0C temperatures. The adsorption experiments of the sample PVPP-OC/10 (92,6) with 0.05 g amount on metyhlene blue solution at 40, 80, 120 mg/L concentrations are performed at 30 0C and the results are applied on the Freundlich and Langmuir isotherms.