Show simple item record

dc.contributor.advisorAkkaş Kavaklı, Pınar
dc.contributor.authorKuman, Merve
dc.date.accessioned2018-02-12T06:00:17Z
dc.date.available2018-02-12T06:00:17Z
dc.date.issued2017-02-02
dc.date.submitted2018-01-17
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11655/4271
dc.description.abstractIn this thesis, amidoxime group containing nonwoven cotton fabrics were prepared by grafting with acrylonitrile (AN) using plasma-induced graft polymerization method for the recovery of uranium ions in trace amounts from seawater. Different parameters such as power applied and plasma treatment time were studied to determine optimum plasma treatment conditions in order to perform graft polymerization. The experiments were carried out by applying three different plasma powers (60, 80 and 100 watts) and three different treatment periods (3, 5 and 10 min) in the plasma process. The optimum plasma treatment conditions for the grafting of acrylonitrile onto the nonwoven cotton fabrics were determined as 0.2 mbar pressure, 100 watts of power and 10 min of treatment time in Ar-plasma. Grafting of AN onto nonwoven cotton fabrics by using plasma-induced graft polymerization were carried out in emulsion solutions at different reaction temperatures (40, 60 and 70°C) and different concentrations (10% (w/w), 30% (w/w), 50% (w/w) and 70% (w/w)) for 24 h to increase the degree of grafting of AN. Homopolymer formation was observed in 50% and 70% (w/w) AN solutions while the grafting formation was not observed in 10% (w / w) AN emulsion solution within 24 hour. The optimum grafting conditions were determined as 30% (w/w) AN concentration, 0.5% Tween 20, 60 °C reaction temperature and 24 hour reaction time. For the preparation of uranyl ion selective adsorbent, the nitrile groups in the AN grafted nonwoven cotton fabric was converted to amidoxime groups by using hydroxylamine. The AO conversion amount was calculated to be 10.48 mmol/g cotton. AO group containing nonwoven cotton fabric was used fort he adsorption of U(VI) from aqueous solutions by studying the effect of pH, adsorption kinetics and initial concentration U (VI). It was found that the adsorption of U (VI) ion reached to equilibrium at 90 minutes and the amount of adsorption from a 250 ppm U (VI) solution was determined to be 530,46 mg U (VI)/g adsorbent at pH 6.00. Desorption of uranyl ions from nonwoven cotton fabrics was performed by using %3 HNO3 and nearly 100% of U (VI) ions were desorbed. Five adsorption desorption cycles were obtained as a result of reusability studies. The adsorption amount was determined as 0,17 mg (VI)/g adsorbent from 10 mL of seawater for 24 hours. The chemical structures, surface morphology and thermal properties of nonwoven cotton fabric, AN grafted, AO group modified and U (VI) adsorbed nonwoven cotton fabrics were characterized by using FTIR, XPS, SEM, EDX and TGA techniques.tr_TR
dc.description.tableofcontentsÖZET i ABSTRACT iii TEŞEKKÜR v İÇİNDEKİLER vi ŞEKİLLER DİZİNİ x ÇİZELGELER DİZİNİ xiv KISALTMALAR xv 1. GİRİŞ 1 2. URANYUM 7 2.1 URANYUM GERİ KAZANIM YÖNTEMLERİ 9 2.1.1 Çözücü Ektraksiyonu 9 2.1.2 Elektrokimyasal İndirgeme 9 2.1.3 İyon Değişimi 9 2.1.4 Adsorpsiyon 10 2.1.4.1 Langmuir Adsorpsiyon İzotermleri 11 2.1.4.2 Freundlich Adsorpsiyon İzotermi 11 3. ADSORBENT MALZEMELER 12 3.1 Selüloz 12 3.2 Pamuk 13 3.3 Nanolif 13 3.4 Dokumasız Pamuk Kumaş 14 4. YÜZEY MODİFİKASYON TEKNİKLERİ 15 4.1 Çapraz Bağlama 15 4.2 Harmanlama (Blend) 16 4.3 Kompozit Oluşumu 16 4.4 Aşılama 17 5. AŞILAMA TEKNİKLERİ 18 5.1 Kimyasal Yolla Aşılama 18 5.1.1 Redoks Başlatıcılar 18 5.1.1.1 Fenton Reaktifleri (Fe(II)/H2O2) 18 5.1.1.2 Fe(II) / Persülfat 19 5.1.1.3 Persülfat ve İndirgeyici Ajanı 19 5.1.1.4 Fe(II) ve Hidroperoksit 20 5.1.1.5 Direk Oksidasyon 20 5.2 Fotoışınlama ile Aşılama 20 5.3 Enzimatik Aşılama 21 5.4 Radyasyon ile Aşılama 21 5.4.1 Ön Işınlama ile Aşılama 22 5.4.2 Birlikte Işınlama ile Aşılama 23 5.4.3 Peroksidasyon ile Başlatılan Aşılama 23 5.5 PLAZMA 24 5.5.1 Yüksek Sıcaklık Plazması 24 5.5.2 Düşük Sıcaklık Plazması 24 5.5.3 Plazma ile Yüzey Modifikasyonu 25 5.5.4 Plazma Radyasyonu ile Aşılama 27 5.5.5 Plazma Parametreleri 27 6. KARAKTERİZASYON YÖNTEMLERİ 29 6.1 Fourier Dönüşüm Kızılötesi (FTIR) Spektroskopisi 29 6.2 X-Işını Fotoelektron Spektroskopisi 30 6.3 Termogravimetrik Analiz (TGA) 30 6.4 Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) 31 6.5 Enerji Dağılım X-Işını Spektrometresi (EDX) 32 6.6 İndüktif Eşleşmiş Plazma Kütle Spektrometri (ICP-MS) 33 7. DENEYSEL ÇALIŞMALAR 35 7.1 Kullanılan Kimyasallar 35 7.2 Dokumasız Pamuk Kumaş Yüzeyine Plazma Tekniği ile Akrilonitril Aşılanmış Kumaşların Hazırlanması 37 7.3 Aşılanmış Kumaşların Hidroksilamin Hidroklorür ile Modifikasyonu 38 7.4 Uranyum Örneklerinin Hazırlanması 39 7.5 AO Grubu İçeren Dokumasız Pamuk Kumaşların U(VI) Adsorpsiyonu 39 7.5.1 U (VI) İyonlarının Adsorpsiyonuna pH’ın Etkisi 39 7.5.2 U (VI) İyonlarının Adsorpsiyon Kinetiği 39 7.5.3 U (VI) İyonlarının Adsorpsiyonuna Başlangıç Derişiminin Etkisi 40 7.5.4 U (VI) İyonlarının Desorpsiyon Çalışmaları 40 7.6 ICP-MS ile Uranyum Analizi 40 7.7 Modifiye Edilmiş Dokumasız Pamuk Kumaş Adsorbentin Karakterizasyonu 41 7.7.1 FTIR 41 7.7.2 XPS 41 7.7.3 TGA 41 7.7.4 SEM ve EDX 41 8. DENEYSEL SONUÇLAR ve TARTIŞMA 42 8.1 Dokumasız Pamuk Kumaş Yüzeyine Plazma ile Başlatılan Aşı Polimerizasyonu Kullanılarak AN Aşılanması 42 8.2 AO Grubu İçeren Dokumasız Pamuk Kumaşların Hazırlanması 45 8.3 Amidoksim Grubu içeren Dokumasız Pamuk Kumaşların U(VI) Adsorpsiyonu 46 8.3.1 U(VI) İyonlarının Adsorpsiyonuna pH Etkisi 47 8.3.2 U(VI) İyonlarının Adsorpsiyon Kinetiğinin Belirlenmesi 47 8.3.3 U(VI) İyonlarının Derişim Etkisi 50 8.3.4 U(VI) İyonlarının Adsorpsiyon İzoterminin Belirlenmesi 51 8.3.5 U(VI) İyonlarının Desorpsiyon Çalışması 53 8.3.6 U(VI) İyonu Adsorpsiyonunun Tekrarlanabilirliğinin Tayini 54 8.3.7 Deniz Suyu Uygulaması 54 8.3.8 Çoklu Element Adsorpsiyonu 56 8.4 Karakterizasyon Çalışmaları 58 8.4.1 FTIR Analizleri 58 8.4.2 XPS Analizleri 61 8.4.3 TGA Analizleri 64 8.4.4 SEM Analizleri 69 8.4.5 EDX Analizleri 72 9. SONUÇLAR 76 KAYNAKLAR 78 ÖZGEÇMİŞ 82tr_TR
dc.language.isoturtr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectDokumasız pamuk kumaş, Plazma, Aşı polimerizasyonu, Amidoksim, Uranyum.tr_TR
dc.titleAMİDOKSİM FONSİYONEL GRUBU İÇEREN PAMUK KUMAŞLARIN AŞI POLİMERİZASYONU İLE HAZIRLANMASItr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetBu tez çalışmasında, deniz suyunda eser miktarda bulunan uranyum iyonlarının geri kazanımında kullanılacak, amidoksim grubu içeren aşılanmış dokumasız pamuk kumaşlar, plazma ile başlatılan aşı polimerizasyonu yöntemi kullanılarak akrilonitril (AN) aşılanması ile hazırlanmıştır. Aşı polimerizasyonunu gerçekleştirebilmek amacıyla optimum plazma muamele koşullarının belirlenmesi için uygulanan güç ve plazma muamele süresi gibi farklı parametrelerle çalışılmıştır. Plazma işleminde üç ayrı güç (60, 80 ve 100 watt) ve üç farklı muamele süresi (3, 5 ve 10 dk) uygulanarak deneyler gerçekleştirilmiştir. Dokumasız pamuk kumaşlara akrilonitril aşılamak amacıyla optimum plazma muamele işlem koşulları, 0.2 mbar basınç, 100 watt güç, 10 dk muamele süresi ve Ar-plazma olarak belirlenmiştir. Aşılama derecesini arttırmak için plazma ile muamele edilmiş dokumasız pamuk kumaşların AN ile aşılanması farklı reaksiyon sıcaklıklarında (40, 60 ve 70oC) ve farklı derişimlerde %10(w/w), %30(w/w), %50(w/w) ve %70(w/w), hazırlanan emülsiyon çözeltileri 24 saat aşılama sürelerinde gerçekleştirilmiştir. 24 saat aşılama süresi sonunda elde edilen sonuçlarda, %10 (w/w) derişimde hazırlanan AN emülsiyon çözeltisinden düşük oranda aşılanma gözlemlenirken, %50 ve %70 (w/w) derişimlerde hazırlanan AN çözeltilerinde homopolimer oluşumu gözlemlenmiştir. Yapılan tüm denemeler sonucunda optimum aşılama koşulları %30 (w/w) AN derişimi, %0,5 Tween 20, 60oC reaksiyon sıcaklığı ve 24 saat reaksiyon süresi olarak belirlenmiştir. Uranyum iyonlarına seçici adsorbent malzeme hazırlanması amacı ile, optimum şartlarda elde edilen AN aşılanmış dokumasız pamuk kumaş yapısında bulunan nitril grupları, hidroksilamin ile modifiye edilerek amidoksim gruplarına dönüştürülmüştür. Modifikasyon işlemi sonucu AO dönüşümü 10,48 mmol/g aşılı kumaş olarak hesaplanmıştır. AO grubu içeren modifiye edilmiş dokumasız pamuk kumaş adsorbentin U(VI) iyonları adsorpsiyonu için pH, adsorpsiyon kinetiği ve başlangıç derişimi etkisi çalışılmıştır. Optimum pH 6.00 ortamında U(VI) iyonu adsorpsiyonunun 90 dakikada dengeye geldiğini ve 250 ppm U(VI) çözeltisinden adsorplanan miktarın 530,46 mg U(VI)/g adsorbent olduğu bulunmuştur. Uranil iyonlarını adsorplamış dokumasız pamuk kumaşların desorpsiyon çalışması %3 HNO3 ile gerçekleştirilmiş ve U(VI) iyonlarını yaklaşık %100’ü desorbe edilmiştir. Tekrar kullanılabilirlik çalışmaları sonucunda U(VI) iyonları adsorpsiyonunun beş adsorpsiyon desorpsiyon döngüsü boyunca korunduğu gözlenmiştir. Ayrıca 10 mL deniz suyu ile adsorpsiyon çalışması yapılmış ve 24 saat sonunda adsorpsiyon miktarı 0,17 mg U(VI)/g adsorbent olarak tespit edilmiştir. Dokumasız pamuk kumaş, AN aşılanmış, AO grubu modifiye edilmiş ve U(VI) iyonu adsorplamış dokumasız pamuk kumaşların kimyasal yapıları, yüzey morfolojileri ve termal özellikleri, FTIR, XPS, SEM, EDX ve TGA teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir.tr_TR
dc.contributor.departmentDiğertr_TR
dc.contributor.authorID10180011tr_TR


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record