Gamze ÇALIK, Hamza Korkmaz ALPOĞUZ, Aylin AYTAÇ

Destekli Sıvı Membranlar İle Cr+6 Metal Katyonunun Elektromembran Ekstraksiyonu

Hızla gelişen sanayileşme sonucunda ortaya çıkan çevre kirliliği ve özellikle ağır metal kirliliği son yıllarda hem Türkiye’nin hem de dünyanın ortak sorunu haline gelmeye başlamıştır. Bu problemi gidermek için türlü çözüm arayışına giren bilim insanları çeşitli membran prosesleri geliştirerek kirlilikleri bertaraf etme anlamında birçok çalışma yapmışlardır. Bu çalışmamızda destekli sıvı membran tekniği (SLM) kullanılarak elekromembran ekstraksiyonu (EME) olarak adlandırılan elektrodialitik yaklaşım sayesinde voltaj gücünden faydalanılmış ve iyonların ekstraksiyonu sağlanmıştır. Celgard 2500 ticari membrana faz transfer katalizörü olarak Aliquat 336 emdirilerek hazırlanan SLM (destekli sıvı membran) ile donör faz olan K2Cr2O7 (2x10-4 M ve 0,1 M HCl’de hazırlanmış) çözeltisinden, akseptör faz olan 0,01 M NaOH çözeltisine Cr (VI) taşınımı incelendi. Sırasıyla 10V - 20V - 30V - 40V - 50V ve 60V ve 0,3 amper akım altında yapılan 100’er dakikalık çalışmalarda krom(VI) transportu için optimum değer 50 volt 0,3 amper olarak belirlenmiş ve ayrıca aynı işlem 50 volt 0,3 amper de Celgard 2400 ticari membrana uygulanmış ve yapılan deneysel veriler karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak Celgard 2500 destekli membranın verimi 54,73 olarak hesaplanırken Celgard 2400 membranın verimi ise 34,29 bulunmuştur.

Electromembrane Extraction Of Cr+6 Metal Cation With Supported Liquid Membranes

In recent years, the rapidly growing environmental pollution resulting from industrialization and heavy metal derivatives, both in Turkey has started to become the world's common problems. Scientists, who searched for various solutions to solve this problem, have made many studies in terms of removing contamination by developing various membrane processes. In this study, voltage power was utilized and the extraction of ions was ensured thanks to the electrodialytical approach called electromembrane extraction (EME) using a supported liquid membrane (SLM). Celgard 2500 was absorbed into the commercial membrane, Aliquat 336, the quaternary ammonium salt as phase transfer catalyst, and consists of the donor phase K2Cr2O7 (containing 2x10-4 M and 0.1 M HCl) with prepared SLM (containing 2x10-4 M and 0.1 M HCl). Chromium (VI) transport to 0,01 M NaOH solution was examined. The optimum value for chromium (VI) transport is determined as 50 volts 0.3 amperes for 100 minutes of work under 10V - 20V - 30V - 40V - 50V and 60V and 0.3 amperes, respectively. In addition, the same process was applied to Celgard 2400 commercial membrane at 50 volts 0.3 amperes and the experimental data were compared. As a result, the efficiency of Celgard 2500 supported membrane was calculated as 54,73% and the efficiency of Celgard 2400 membrane was found as 34,29%.

PDF

___

[1] Sellami, F., Kebiche-Senhadji, O., Marais, S., Couvrat, N., Fatyeyeva, K. Polymer inclusion membranes based on CTA/PBAT blend containing Aliquat 336 as extractant for removal of Cr(VI): Efficiency, stability and selectivity. Reactive and Functional Polymers, 139(January), 120–132. (2019)
[2] Gündüz, T. (2004) İnstrümental Analiz, 4.Baskı, Gazi Kitabevi, Ankara s321-323.
[3] Balkaya, T. (2017) Çok Damlacıklı Sıvı Membran ile Dikromat İyonu Ekstraksiyonunun İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Denizli
[4] Femina Carolin C., Senthil Kumar P., Saravanan A., Janet Joshiba G., Naushad M. Efficient Techniques for the Removal of Toxic Heavy Metals from Aquatic Environment: A Review Journal of Environmental Chemical Engineering, s2213-3437 (2017)
[5] Pratush A., Kumar A., Hu Z. Adverse Effect Of Heavy Metals (As, Pb, Hg, And Cr) On Health And Their Bioremediation Strategies: A Review International Microbiology https://doi.org/10.1007/s10123-018-0012-3 (2018)
[6] Ni W., Huang Y., Wang X., Zhang J., Wu K. Associations Of Neonatal Lead, Cadmium, Chromium And Nickel Co-Exposure With DNA Oxidative Damage İn An Electronic Waste Recycling Town https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2013.11.032 (2014)
[7] Miretzky P. , Fernandez A. C. Cr(VI) and Cr(III) removal from aqueous solution by raw and modified lignocellulosic materials: A review Journal of Hazardous Materials, s1-19 (2010)
[8] Onac, C. (2017) Polimer İçerikli Membranlar İle Bazı Metal Katyonlarının Yük Taşıyıcılı Ekstraksiyonu, Doktora Tezi, Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Denizli
[9] Aslan, M. (2016) Membran Teknolojileri, 1. Baskı T.C. Şehircilik ve Çevre Bakanlığı Ankara s.1-15
[10] Ashraf D. W., Mian A. Selective Separation And Preconcentration Studies Of Chromium(VI) With Alamine 336 Supported Liquid Membrane, Toxicological & Environmental Chemistry https://doi.org/10.1080/02772240600668036 (2006)
[11] Kırdı, İ. Farklı Metotlar Kullanarak Kaliks[4]Aren İle Membran Hazırlanması Ve Cr(Vı)’Nın Atık Sulardan Uzaklaştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü (2012)
[12] Balchen M. , Gjelstad A. , Rasmussen K.E., Pedersen-Bjergaard S. Electrokinetic Migration Of Acidic Drugs Across A Supported Liquid Membrane, Journal of Chromatography A, s 220–225 (2006)
[13] Durmaz, Ö. (2016) Sıvı Membran Tekniği İle Bazı Ağır Metal İyonlarının Ekstraksiyonlarının İncelenmesi, Doktora tezi, Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Denizli
[14] Altın, S. Sıvı Membran Sistemleriyle Kadmiyum Gideriminde Kullanılan Taşıyıcılar, Karaelmas Fen ve Müh. Derg. 6(1): s238-244, (2016)
[15] Mulder, M., (1990). Basic principles of membrane technology, Kluwer Academic, Netherland, s1-363.
[16] Othman, N. ,Goto M , Mat H., Liquid Membrane Technology For Precious Metals Recovery From İndustrial Waste, Regional symposium on Membrane (2004)
[17] Kaya, A. (2014) Polimer İçerikli membranlarda kompleksometrik yöntem kullanarak crMembranlarda Kompleksometrik Yöntem Kullanarak Cr(IV) Metal katyonunun taşınım kinetiğinin incelenmesiKatyonunun Taşınım Kinetiğinin İncelenmesi, Doktora Tezi, Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Denizli
[18] Payan, M. R., Lopez, M. A. B. ,Torres, R. F., Navarro, M. V., Mochon, M. C. Electromembrane extraction (EME) and HPLC determination of non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) in wastewater samples, Talanta 85, s394–399 (2011)
[19] Balchen, M., Reubsaet, L., Pedersen-Bjergaard, S. Electromembrane Extraction Of Peptides, Journal of Chromatography A, 1194 s143–149 (2008)
[20] Šlampová, A., Kubáň, P., Two-Phase Micro-Electromembrane Extraction Across Free Liquid Membrane For Determination Of Acidic Drugs İn Complex Samples, Analytica Chimica Acta, s 58-65 (2019)
[21] Kubáň, P., Boček, P., Capillary Electrophoresis With Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection: A Universal Tool For The Determination Of Supported Liquid Membrane Selectivity İn Electromembrane Extraction Of Complex Samples, Journal of Chromatography A Pages, s96-101, (2012)
[22] Eng Eibaka, L. E., Gjelstada, A., Rasmussena, K. E., Pedersen-Bjergaarda S., Kinetic Electro Membrane Extraction Under Stagnant Conditions—Fast İsolation Of Drugs From Untreated Human Plasma, Journal of Chromatography A, 1217 s5050–5056, (2010)
[23] Nojavan, S., Fakhari, A. R., Electro Membrane Extraction Combined With Capillary Electrophoresis For The Determination Of Amlodipine Enantiomers İn Biological Samples, Journal Of Separation Science, https://doi.org/10.1002/jssc.2010002422, (2010)
[24] Payán, M. R., López, M. A. B., Torres, R. F., Navarro, M. V., Mochón, M. C., Electromembrane Extraction (EME) And HPLC Determination Of Non-Steroidal Anti-İnflammatory Drugs (Nsaıds) İn Wastewater Samples, Talanta Volume 85, Issue 1, s 394-399, (2011)
[25] Huang, C., Seip, K. F., Gjelstad, A., Pedersen-Bjergaard, S., Electromembrane Extraction For Pharmaceutical And Biomedical Analysis – Quo Vadis, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 113, s 97-107, (2015)
[26] Uğur, A., (2015), polimer içerikli membranlarda makrosiklik taşıyıcılar kullanarak bazı metal katyonlarının taşınım özelliklerinin incelenmesi, Doktora Tezi, Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Denizli
[27] Garg, D. H., Lenk, W., Berwald, S., Lunkwıtz, K., Sımon, Z. F., Eıchhornz, K. J., Hydrophilization Of Microporous Polypropylene Celgardb Membranes By The Chemical Modification Technique, s1- 18, (1996)
[28] Onaç, C., Kaya, A., Cr(VI)'nın grafen oksit bazlı polimer içerikli membran ile uzaklaştırılması, Pamukkale Univ Muh Bilim Derg, 24(7), doi: 10.5505/pajes.2018.54810, s1343-1347, (2018)
[29] P. R. Danesi, L. Reichley-Yinger, C. Cianetti & P. G. Rickert Separatıon of cobalt and nickel by liquid- liquid extraction and supported liquid membranes with di(2,4,4-trimethylpentyl) phosphinic acid [cyanex 272], s781-814, (June 15, 1984)
[30] Kaya A., Onac C., Alpoguz H. K., A Novel Electro-Driven Membrane For Removal Of Chromium İons Using Polymer İnclusion Membrane Under Constant D.C. Electric Current - Journal of Hazardous Materials, s1-7, (2016)