Organik kirliliği önlemede kullanılabilecek adsorban sentezi ve uygulanması

Abstract

Organik kirliliklerin adsorpsiyonu için yapılan literatür çalışmalarına bakıldığında, sol-jel prosesi kullanılarak laboratuvar koşullarında sentezlenen MOx formundaki adsorbanların sentezlenerek kullanıldığı birkaç çalışma mevcuttur. Hemen hemen bütün adsorpsiyon çalışmalarında kullanılan adsorbanlar ticari olarak satın alınarak, ya doğrudan ya da değişik yollarla modifiye edildikten sonra kullanılmaktadır. Oysa bulunduğu ortamdan uzaklaştırılması son derece zor olan bazı kirliliklerin, spesifik adsorbanlar tarafından uzaklaştırılması oldukça önemlidir. Çözelti fazındaki organik kirliliklerin spesifik olarak adsorpsiyonunu sağlayacak özellikte bir adsorbanın hem sentezlenmediği hem de kullanılmadığı belirlenmiştir. Fenol ve 4-nitrofenol'ün adsorpsiyonu esas alınarak, mevcut adsorban maddelere alternatif yeni adsorbanların sentezi ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. Spesifik adsorpsiyon sağlayacağı düşünülerek, bir kısım adsorban bu amaçla sentezlenmiştir. Adsorban maddeler doğrudan alkoksit-hidroksit-oksit ve oksit formlarda kullanıldıkları gibi, yüzeyleri amino, fonksiyonel silanın kısmi hidroliz ürününün ağırlıkça %50 derişimde hazırlanan alkol çözeltileri ile kaplandıktan sonra, sulu ve/veya susuz çözeltilerdeki fenol ve 4-nitrofenol adsorpsiyonunda kullanılmıştır. Elde edilmiş olan adsorbanların fenol ve 4-nitrofenol adsorpsiyonu üzerine sırasıyla, adsorbat derişiminin, adsorban miktarının, temas süresinin ve pH'ın etkisi incelenerek, adsorpsiyonun maksimum olduğu optimum koşullar belirlenmiştir. Türlerin adsorplanmamış miktarları UV-spektrometrik ölçümlerle belirlenmiştir. Çalışmanın sonucunda, metal alkoksit-fenol ve metal alkoksit-4-nitrofenol türevlerinden elde edilen adsorbanların, spesifik adsorban olarak kullanılabilecekleri belirlenmiştir. Anahtar Kelime: sol-jel prosesi, metal alkoksit, adsorpsiyon, adsorban, fenol, 4-nitrofenol

Only a few studies are found on the inspection of the chemical literature on removal of organic contaminants by adsorption with adsorbents prepared in the MOx form. A great majority of the adsorbents that are used in these studies are commercial adsorbents and are either used as purchased or after various modifications. Removal by specific adsorbents, however, is important for some difficult contaminants. Neither synthesis nor application of a specific adsorbent for organic contaminants in the solution phase has been encountered. Based on the adsorption of phenol and 4-nitrophenol, synthesis and application of new adsorbents as alternatives were realized. These new adsorbents were either directly used in the form of alkoxide-hydroxide-oxide and oxide forms, or after being coated with alcoholic solution of the partial hydrolysis product of amino functional silane prepared in dry methanol as 50% (w/w) for adsorption of phenol or 4-nitrophenol in aqueous and/or non-aqueous solutions. The effect of the adsorbate concentration, pH, the amount of the adsorbent, and the contact period on adsorption of the two above mentioned adsorbates were studied and optimum conditions for maximum adsorption were determined. Extent of adsorption was calculated from UV-spectrophotometrical determination of the unadsorbed amount of the species. It was concluded that metal-alkoxide-phenol and metal alkoxide-4-nitrophenol derived adsorbents could be used as specific adsorbents. Key Words: sol-gel process, metal alkoxide, adsorption, adsorbent, phenol, 4-nitrophenol. IV