Cr(VI)'nın grafen oksit bazlı polimer içerikli membran ile uzaklaştırılması

Gerçekleştirilen çalışmada yeni nesil karbon bazlı nanomalzemelerden olan grafen oksit polimer içerikli membranın (GO/PIM)yapısına ilave edilmiş ve sentezlenen bu yeni nesil membran ile çevre için oldukça toksik bir özelliğe sahip olan Cr(VI) metali donör fazdan akseptör faza taşınarak uzaklaştırılması sağlanmıştır. Cr(VI)'nın yüksek toksisitesi ve kanserojenitesi bu bileşiği acilen kontrol edilmesi gereken en tehlikeli metallerden biri yapmaktadır. Membran yapısına ilave edilen grafen oksit, mevcut reaksiyon hız sabiti, geçirgenlik, akı ve geri dönüşüm faktörü değerlerine etki ederek verilerde gözle görülür bir artışa neden olmuştur. Modifiye edilen membran yapısındaki plastikleştirici etkisi incelenmiş ve %99.044 gibi oldukça yüksek bir geri kazanım faktörü ile Cr(VI)’nın transportu gerçekleştirilmiştir. İncelenen parametreler doğrultusunda, GO/PIM bizlere daha geniş bir pH aralığında çalışma fırsatı sunmaktadır. Modifiye membranın yüksek sıcaklıklarda kullanım kolaylılığı, uygulanabilirliği, yüksek geçirgenlik ve akı değerleri önemli bir avantaj sağlamaktadır. Oda sıcaklığının üzerindeki sıcaklıklarda GO/PIM membranının yüksek transport verimi sağlaması modifiye edilen membanın termal karalılığının ne derecede iyileştirildiğine dair bir kanıttır. Gerçekleştirilen çalışma GO’in yeni nesil su arıtım teknolojileri için oldukça cazip, uygun ve yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır.

Anahtar Kelimeler:

Nanomalzeme, Polimer içerikli membran, Toksisite

The removal of Cr(VI) through graphane oxide based polymer inclusion membrane

In this study, graphane oxide which is the new generation carbon-based nanomaterials were added to the structure of polymer inclusion membrane (GO/PIM) and Cr(VI) metal, which is highly toxic to the environment, was removed,with this new generation synthesized membrane from the donor phase to the acceptor phase. The high toxicity and carcinogenicity of Cr(VI) make this compound one of the most alarming and urgent metals that must be controlled. Graphane oxide which was added to the membrane structure caused a visible increase in the kinetic results by affecting the rate constant, permeability, flux and recovery factor. The effect of plasticizer was investigated in the modified membrane and the removal of Cr(VI) ions was obtained with highly selective and a high recovery value of 99.044%. In the direction of the parameters were examined, GO/PIM offers us the opportunity to work in a wider range of pHs. The ease of use, applicability and high permeability and flux values of the modified membrane at high temperatures provide a significant advantage. The high transport efficiency of the GO/PIM membrane at temperatures above room temperature is an evidence of how far the thermal stability of the modified membrane has improved.The present study presents a very attractive, appropriate and innovative approach to GO's new generation of water treatment technologies.

Keywords:

Nanomaterial, Polymer inclusion membrane, Toxicity,

PDF

___

Kaya A. Polimer İçerikli Membranlarda Kompleksometrik Yöntem Kullanılarak Cr(VI) Metal Katyonunun Taşınım Kinetiğinin İncelenmesi. Doktora Tezi, Pamukkale Üniversitesi, Denizli, Türkiye, 2014.
Nghiem LD, Mornane P, Potter ID, Perera JM, Cattrall RW andKolev SD. “Extractionand transport of metal ionsandsmallorganiccompoundsusingpolymerinclusionmembranes (PIMs)”. Journal of MembraneScience, 281(1), 7-41, 2006.
Almedia MIGS, Cattrall RW, Kolev SD. “Recent trends in extraction and transport of metal ions using polymer inclusion membranes (PIMs)”. Journal of MembraneScience, 415, 9-23, 2012.
Kolev SD, Worsfold P, Townshend A, Poole C. "Liquid membranes". In Encyclopedia of AnalyticalScience, Amsterdam, Netherlands, Elsevier, 531, 2005.
Cattrall RW. ChemicalSensors. Oxford Science Publications, Oxford, UK, 1997.
PereiraN, St John A, Cattrall RW, Perera JM, Kolev SD. “Influence of thecomposition of polymerinclusionmembranes on theirhomogeneityandflexibility”. Desalination, 236, 327-333, 2009.
Nowak L, Regel-Rosocka M, Marszalkowska B, Wisniewski M. “Removal of Zn(II) fromchlorideacidicsolutionswithhydrophobicquaternarysalts”. PolishJournalof ChemicalTechnology, 12, 24-28, 2010.
Kaya A, Onac C, Alpoguz HK. “A novelelectro-drivenmembraneforremoval of chromiumionsusingpolymerinclusionmembraneunderconstant D.C. electriccurrent”. Journal of HazardousMaterials, 317, 1-7, 2016.
Onac C, Kaya A, Yola ML, Alpoguz HK. "Determination of Tobramycin by SquareWave Voltammetry from Milk Sample through the Modifeid Polymer Inclusion Membrane with Reduced Graphane Oxide". ECS Journal of Solid State Science and Technology, 6(12),152-155, 2017.
Onac C, Kaya A, Yola ML, Alpoguz HK "Transport of melamine by a new generation of nano-material membranes containing carbon nanotubes and determination with surface plasmon resonance". Innovative Food Science and Emerging Technologies, Article In Press, (doi.org/10.1016/j.ifset.2017.07.003) 2018.
Onac C, Kaya A, Alpoguz HK, Yola ML, Eriskin S, Atar N, Sener I. "Recovery of Cr(VI) by using a novel calix[4] arene polymeric membrane with modified graphene quantum dots". International Journal of Environmental Science Technology, 14, 2423-2434, 2017.
Onac C, Kaya A, Sener I, Alpoguz HK. "An Electromembrane Extraction with Polymeric Membrane under Constant Current for the Recovery of Cr(VI) from Industrial Water". Journal of the Electrochemical Society, 165(2), 76-80, 2018.