The aim of this study is the selective removal of As(V) ions, the most abundant form of arsenic in drinking water and especially in surface water. For this purpose, a super macroporous polymeric cryogel column was prepared by molecular imprinting technique. Due to the high affinity of arsenic to sulfhydryl (-SH) functional groups, MAC was chosen as the functional monomer. The MAC monomer was synthesized from the amino acid cysteine as a functional monomer. The physicochemical properties of the HEMA-based synthesized poly(HEMA-MAC) cryogel were determined by Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), surface area measurement, elemental analysis and swelling test. Adsorption studies of water were carried out in a continuous flow system. In order to determine the optimum conditions for removal of As(V) ions from water, different parameters such as pH, flow rate, temperature, initial ion concentration and contact time were studied. The maximum As(V) removal of poly(HEMA-MAC) cryogel was 189.4µg/g polymer at pH 5.0 and 15ppm concentration. Selectivity studies were performed in the presence of PO43-, SO42-, and NO3- ions. According to the relative k values obtained from the selectivity experiments, the As IIP cryogel exhibits 1.52 times higher selectivity for As(V) ion than PO43- ion, 2.61 times higher selectivity for SO42- ion and 1.53 times higher selectivity for NO3- ion than NIP cryogel. From theoretical calculations, it was found that As(V) adsorption fit Langmuir isotherm and the adsorption process obeyed pseudo-second order kinetics.
Bu çalışmanın amacı içme sularında ve özellikle yüzey sularında en yaygınarsenik türü olan As(V) iyonlarını seçimli olarak uzaklaştırılmasıdır. Bu amaçla moleküler baskılama tekniği kullanılarak süpermakro-gözenekli polimerik kriyojel kolonu hazırlandı. Arseniğin sülfidril (–SH) fonksiyonel gruplarına olan yüksek afinitesi nedeni ile fonksiyonel monomer olarak MAC seçildi. MAC monomeri sistein aminoasidinden sentezlendi. HEMAbazlı sentezlenen Poli(HEMA-MAC) kriyojeli fizikokimyasal özellikleri SEM yüzey alanı, şişme ve FTIR ile karakterize edildi. Sulardan adsorpsiyon çalışmaları sürekli sistemde gerçekleştirildi. Sentezlenen poli(HEMA-MAC)kriyojelinin sulardan As(V) iyonunu giderimi için optimum koşullar belirlemek adına pH, akış hızı, sıcaklık, başlangıç iyon konsantrasyonu, etkileşim zamanı gibi farklı parametreler çalışıldı. Poli(HEMA-MAC) kriyojelinin maksimum As(V) giderimi pH: 5.0’da ve 15ppm derişimde 189.4µg/g polimer olarak gerçekleşti. Seçicilik çalışmaları PO43-, SO42- ve NO3- iyonlarının varlığında yapıldı. Seçicilik deneylerinden elde edilen bağıl k değerlerine göre As IIP kriyojeli NIP cryogel'e göre, As(V) iyonuna PO43- iyonundan 1,52 kat, SO42- iyonu için 2,61 kat ve NO3- iyonu için 1,53 kat daha fazla seçicilik göstermektedir. Teorik hesaplamalardan As(V) adsorpsiyonunun Langmuir izotermine uygun olduğu ve adsorpsiyon sürecinin yalancı ikinci derece kinetiğe uyduğu bulunmuştur.
Download Article in PDF (1.4 MB)