Silika jelin bazı silanlı imin bileşikleri ile modifikasyonu ve adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Su kaynaklarına karışan ağır metaller yüksek toksisitelerinden dolayı büyük tehdit oluşturmaktadır. Cd²+, Cu²+ ve Co²+ iyonları endüstride yaygın kullanım alanına sahiptir ve çok düşük derişimlerde dahi toksik özellik gösterir. Bu çalışmada kimyasal olarak modifiye edilen silika jel yüzeyinin değişik parametrelerde Cd(II), Cu(II) ve Co(II) metal iyonlarını adsorpsiyon özellikleri incelenmiştir. Silika jel yüzeyinin modifikasyonunda koordinasyon özelliğine sahip öncelikli olarak sentezlenen silanlı imin bileşikleri kullanılmıştır. 2-klorobenzaldehit ve 2-metoksibenzaldehit bileşikleri ile 3-aminopropiltrietoksisilan (APTS) bileşiğinin uygun sıcaklıkta ve çözücü içerisinde kondenzasyonundan elde edilen silanlı imin bileşikleri kimyasal reaksiyon ile aktive edilmiş silika jel yüzeyine modifiye edilmiştir. Kondenzasyon ve modifikasyon sonrası yapı analizleri Perkin Elmer Spectrum 65 Series FT-IR Spektroskopisi ile gerçekleştirilmiştir. Koordinasyon özelliği kazanan yeni silika jel yüzeyinin adsorpsiyon denemeleri metal çözeltileri içerisine konulan modifiye silika jelin mekanik inkübatörde çalkalanması ile gerçekleştirilmiştir. Adsorpsiyon sonrası kalan metal çözeltileri belirli oranlarda seyreltilerek iyon derişimleri Perkin Elmer Optima 7300 DV ICP-OES cihazı ile tayin edilmiştir. Modifiye edilen silika jel yüzeyinin metal iyonlarını adsorplama kapasitesinde belirli oranda artış olduğu gözlemlenmiştir. Derişim, sıcaklık ve pH olmak üzere 3 farklı parametrede adsorpsiyon çalışmaları tekrarlanmış, denge adsorpsiyon izoterm eğrileri Freundlich ve Langmuir adsorpsiyon izotermleri kullanılarak çizilmiştir. Çalışma sonucu elde edilen bulgulara göre bu materyaller doğaya bilinçsizce salınan ağır metallerin neden olduğu çevre kirliliğine yeni bir çözüm getirmede önemli faydalar sağlayacaktır.

The presence of heavy metal pollutants in water sources is a very important problem due to their high toxicity. Cd(II), Cu(II) and Co(II) are widely used in industry and it shows toxicological properties even in very low concentrations. The aim of this study is to investigate the adsorption properties of Cd²+, Cu²+ and Co²+ ions onto silica gel surface modified by silane-imine compound. Silane-imine compound was used as modifier. The silane-imine modifier obtained from condensation of 2-methoxybenzaldehyde and 2-chlorobenzaldehyde with 3-aminopropyltriethoxysilane (APTS). This compound was modified on activated silica gel surface by a chemical reaction at the appropriate temperature and in solvent. After condensation and modification, structure analysis modified silica gel was performed with FT-IR Spectroscopy. The adsorption experiments were carried out by shaking the modified silica gel adsorbent and metal ions solution in the mechanical incubator. After the adsorption process, the remaining metal ions concentrations were determined by Perkin Elmer Optima 7300 DV ICP-OES. Modified silica gel surface displayed a significant increase in the adsorption capacity of metal ions. The effects of various factors on the adsorption such as inital concentration, temperature and pH of the solution were studied. The adsorption isotherm has been determined and data have been analyzed according to the Langmuir and Freundlich models. According to the results, different adsorbents prepared in this study can be presented as to solve the environmental pollution caused by unconscious heavy metals.