Polimer içerikli membranlar kullanılarak Cr(VI) metal katyonunun taşınımı

Abstract

Bu çalışma Cr(VI)'nın atık sulardan uzaklaştırılması için etkili yöntemler ortaya koymak amacıyla yapılmıştır. Taşıyıcı olarak kaliks[4]aren türevinin kullanıldığı polimer içerikli membranda, asidik donör fazdan pH 6'ya ayarlanmış asetik asit/amonyum asetat çözelti olan akseptör faza Cr(VI)'nın taşınımı için kullanılmıştır. Destek maddesi olarak selüloz triasetat (CTA) ve plastikleştirici olarak 2-NPOE ile oluşturulan polimer içerikli membran (PIM) boyunca Cr(VI) taşınımı sağlanmıştır. Hazırlanan PIM'ler temas açısı ölçümlerinin yanı sıra Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve FT-IR spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. PIM boyunca Cr(VI)'nın verimliliği membran fazdaki taşıyıcı konsantrasyonu etkisi, membrandaki plastikleştirici miktarı değişimi, akseptör fazın pH'ının yanı sıra membranın kalınlığı ve kararlılığı incelenmiştir. Hız sabiti (k), geçirgenlik katsayısı (P) ve akı (J) gibi kinetik parametreler hesaplanmıştır. Cr(VI)'nın taşıma verimliliği optimum koşullar altında 10. saat sonunda %98.61 olarak gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlar PIM'in uzun süreli ayırma işlemleri için etkili ve PIM'in taşıma veriminin tekrarlanabilir olduğunu göstermektedir.

This study was conducted to discover efficient methods for removing Cr(VI) from wastewater. A functionalized calix[4]arene carrier 1 in a PIM system was used to transport Cr(VI) from an acidic aqueous donor phase solution to an acceptor phase that contained an acetic acid/ammonium acetate solution at pH 6. The Cr(VI) passed through a PIM comprised of cellulose triacetate (CTA) as a support and 2-NPOE as a plasticizer. The prepared PIM was characterized with Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopy and the Atomic Force Microscopy (AFM) techniques as well as with contact angle measurements. The efficiency of Cr(VI) transport through the PIM was investigated by studying the effects of carrier concentration on the membrane phase as well as by measuring the amount of plasticizer in the membrane, the pH in the acceptor phase and the membrane?s stability and thickness. The kinetic parameters were calculated as rate constant (k), permeability coefficient (P) and flux (J). The transport efficiency of Cr(VI) was observed to be 98.61% after 10 h under optimized conditions. The results suggest that the transport efficiency of the PIM was reproducible and that a PIM is effective for long-term separation processes.