Poli(vinil imidazol) hidrojeli ve kuaternize türevleri üzerine boyarmadde adsorpsiyonunun incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, öncelikle serbest radikal polimerizasyon yöntemiyle %1,2 oranında çapraz bağlı poli(vinil imidazol) (p-VIm) hidrojeli sentezlenmiş, ardından bu yapı farklı sayıda karbon atomları içeren düz zincirli alkil halojenürler kullanılarak kısmi kuaternerleştirilmiştir. Sentezlenen p-VIm'in ve kısmi kuaternize türevlerinin fonksiyonel grup analizleri Fourier Transform Infrared Spektroskopisi (FT-IR) kullanılarak yapılmış, yüzey morfolojileri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılarak incelenmiştir. p-VIm yapısındaki kısmi kuaternerleşme; elementel analiz, enerji dağılımlı X-ışınları spektroskopisi (EDS) ve zeta potansiyel ölçümleriyle desteklenmiştir. Hidrojellerin yüzey alanları BET (Brunauer-Emmett-Teller) yöntemiyle ölçülmüş ve oda sıcaklığında saf sudaki denge şişme oranları gravimetrik yöntemle belirlenmiştir. Daha sonra p-VIm hidrojeli ve kısmi kuaternize türevleri, sulu çözeltilerden Orange II (OII) boyarmaddesinin uzaklaştırılmasında adsorban olarak kullanılmıştır. Hidrojeller üzerine OII adsorpsiyon sürecine; pH'ın, OII başlangıç derişiminin ve sıcaklığın etkisi incelenmiş, elde edilen veriler kullanılarak adsorpsiyona ilişkin izoterm, kinetik ve termodinamik parametreler hesaplanmıştır. Kinetik değerlendirmelerde, Lagergren-birinci-derece, yalancıikinci- derece kinetik ve partikül içi difüzyon modelleri kullanılmış, ayrıca adsorpsiyon dengesinin Langmuir ve Freundlich izoterm modellerine uygunluğu araştırılmıştır. Kinetik parametreler kullanılarak adsorpsiyon süreçlerine ilişkin; entalpi, serbest enenerji ve entropi değişimleri ile aktivasyon enerjisi değerleri de hesaplanmıştır.