Hydrogels and Synthesis of Composite, Characterisation and Some Radionuclides Removal From the Aqueous Medium.

Abstract

Bu çalışmada P(AN) esaslı kopolimerik hidrojeller, poliakrilonitril-ko-akrilamid (p(AN-ko-AAm)), poliakrilonitril-ko-akrilik asit (p(AN-ko-AAc)), poliakrilonitril-ko-2-N-vinilprolidin (p(AN-ko-N-VP)), poliakrilonitril-ko-vinilimidazol (p(AN-ko-VIm)), hidrojeller değişen bileşimlerde, kütle-yığın ve emülsiyon polimerizasyonu ile sentezlenmiştir. Kopolimer yapısındaki p(AN) amidoksime edilerek fonksiyonlaştırılan kopolimerik makrojellerin kullanım amacına uygun olarak saf suda ve farklı pH değerlerinde şişme, FT-IR, TG analizleriyle karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen makrojellerin kütlece şişme oranı ve fonksiyone grupları bakımından çevre teknolojilerinde absorban materiyali olarak kullanılmıştır. Sentezlenen hidrojeller uranyum ve toryum absorpsiyonunda absorban olarak kullanılmıştır. Absorpsiyon çalışmaları maksimum kapasite, absorpsiyon zamanı, farklı pH değerlerinde absorpsiyon ve absorpsiyon kinetiği gibi farklı parametrelerle çalışılarak makrojellerin performansları araştırılmıştır. Bu parametrelerin uygun koşulları tespit edilmiştir. Bu koşullarda absorpsiyon çalışmaları yapılmıştır. Elde edilen veriler kinetik eşitliklere uygulanarak absorpsiyon kinetiğinin uygun olduğu hız modeli ve uygun olduğu izoterm modeli tespit edilmiştir. Kütle-yığın ve emülsiyon polimerizasyonu sentezlenen makrojellerin gözenekli yapıda olması ve çeşitli fonksiyonel grupların absorpsiyon sürecinde aynı anda etkin olabilmesi nedeniyle, absorpsiyon mekanizmasının oldukça karmaşık olduğu ve elde edilen verilerin aynı anda birkaç izoterme uyabildiği görülmüştür. Makrojellerin maksimum absorpsiyon oranları; p(AN-ko-AAm) (0.25:1) 62 ± 0.2 mg/g mg/g, amid-p(AN-ko-AAm) (0.25:1), 220 ± 0.3 mg/g mg/g, p(AN-ko-AAc) (0.5:1) 342 ± 0.12 mg/g, amid-(AN-ko-N-VP) (0.5:1) 609 ± 0.38, p(AN-ko-VIm) (0.5:1) 81 ± 0.72 mg/g, amid-(AN-ko-VIm) (0.5:1) 406 ± 0.5 p(AN-ko-N-VP) (0.5:1) 51 ± 0.44 mg/g ve amid-(AN-ko- N-VP) (0.5:1) 327 ± 0.76 mg/g uranyum absorpladığı gözlenmiştir. p(AN-ko-AAm) (0.25:1) 72± 0.43 mg/g mg/g, amid-p(AN-ko-AAm) (0.25:1), 324 ± 0.2 mg/g mg/g, p(AN-ko-AAc) (0.5:1) 67 ± 0.7 mg/g, amid-(AN-ko- N-VP) (0.5:1) 306 ± 0.1, p(AN-ko-VIm) (0.5:1) 103 ± 0.3 mg/g, amid-(AN-ko-VIm) (0.5:1) 284 ± 0.1 p(AN-ko-N-VP) (0.5:1) 72 ± 0.44 mg/g ve amid-(AN-ko- N-VP) (0.5:1) 324 ± 0.76 mg/g toryum absorpladığı gözlenmiştir. Tez kapsamında çalışılan p(AN) esaslı p(AN-ko-AAm), p(AN-ko-AAc), p(AN-ko-VIm) ve p(AN-ko-N-VP) hidrojeller ile elde edilen sonuçlara göre, sentezlenen hidrojellerin uranyum ve toryum absorpsiyonu için absorban materyali olarak kullanılabilirliği gösterilmiştir.

p(AN) based, p(AN-co-AAm), p(AN-co-AAc), p(AN-co-VIm) and p(AN-co-N-VP) hydrogels of varying compositions, was synthesized by emulsion polymerization and mass-stack. In the structure of the copolymer P (AN) by amidoxime of functionalized copolymeric macrogel, according to its intended use, pure water and swelling at different pH values, FT-IR, TG analysis was carried out with the characterizations. Of macrogels synthesized by mass in terms of swelling ratio and functional groups The material is used as absorbent in environmental technology. Synthesized hydrogels, uranium and thorium is used as absorbent in absorption. Absorption studies, maximum capacity, absorption time, at different pH values of absorption and absorption kinetics, reuse number, by working with different parameters, the performance of macrojel investigated. The parameters used in adsorption processes, starting from uranium and thorium ion concentration, pH, contact time, amount of macrogel, was determined to be. The optimum range of these parameters were determined. Absorption studies were carried out under these conditions. The data obtained by applying to the kinetic equations of the absorption kinetics and the model fit has been found to be suitable isotherm model. Maximum absorption rates of macrogels; p(AN-ko-AAm) (0.25:1) 62 ± 0.2 mg/g mg/g, amid-p(AN-ko-AAm) (0.25:1), 220 ± 0.3 mg/g mg/g, p(AN-ko-AAc) (0.5:1) 342 ± 0.12 mg/g, amid-(AN-ko-N-VP) (0.5:1) 609 ± 0.38, p(AN-ko-VIm) (0.5:1) 81 ± 0.72 mg/g, amid-(AN-ko-VIm) (0.5:1) 406 ± 0.5 p(AN-ko-N-VP) (0.5:1) 51 ± 0.44 mg/g ve amid-(AN-ko- N-VP) (0.5:1) 327 ± 0.76 absorbing uranium was observed. p(AN-ko-AAm) (0.25:1) 72± 0.43 mg/g mg/g, amid-p(AN-ko-AAm) (0.25:1), 324 ± 0.2 mg/g mg/g, p(AN-ko-AAc) (0.5:1) 67 ± 0.7 mg/g, amid-(AN-ko- N-VP) (0.5:1) 306 ± 0.1, p(AN-ko-VIm) (0.5:1) 103 ± 0.3 mg/g, amid-(AN-ko-VIm) (0.5:1) 284 ± 0.1 p(AN-ko-N-VP) (0.5:1) 72 ± 0.44 mg/g ve amid-(AN-ko- N-VP) (0.5:1) 324 ± 0.76 mg/g absorbing thorium was observed For this thesis studied P (AN) based P (AN-co-AAm), P (AN-co-AAc), P (AN-co-VIm) and P (AN-co-N-VP) with hydrogels obtained results according synthesized hydrogels, uranium and thorium for absorption, uses as absorbent materials shown.