Sentetik Gübre Yükleme ve Salım İçin Hidrojel-Kil Kompozitleri

Year 2015, Volume: 1 Issue: 1, 39 - 64, 29.12.2015

Nurettin Şahiner , Şahin Demirci Duygu Alparslan , Tugba Ersen Dudu , Nahit Aktaş , Ömer Faruk Öztürk

https://doi.org/10.28979/comufbed.307880

Abstract

Bu çalışmada, anyonik ve katyonik monomerler den  2-akrilamido 2- metil 1-propan sülfonik asit (AMPS) ve 3-akrilamido propil trimetil amonyum klorür (APTMACl), ile bentonit ve kaolin içeren çapraz bağlı polimerik hidrojeller kontrollü gübre salım sistemleri hazırlamak için sentezlenmiştir. Bentonit ve kaolin killeri p(AMPS) ve p(APTMACl) hidrojellerinin içerisine sentez sırasında yerleştirilek hidrojel-kil kompozitleri oluşturulmuştur. Sentezlenen p(AMPS)-bentonit, p(AMPS)-kaolin, p(APTMACl)-Bentonit ve p(APTMACl)-kaolin hidrojelleri FT-IR spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. Daha sonra sulu ortamlarda ve değişik pH’larda şişme davranışları araştırılmıştır.  Ayrıca, hidrojel-kil kompozitlerinin ammonyum fosfat, üre fosfat ve üre gibi sentetik gübre absorpsiyon ve salım özellikleri belirlenmiştir. Buna göre p(AMPS) ve p(APTMACl) hidrojellerinin killi kompozitleri temel hallerine göre daha fazla gübre absorpladığı görülmüştür. Ayrıca p(AMPS)-kil kompozit hidrojellerinin de p(APTMACl)-kil kompozit hidrojellerine göre daha fazla gübre absorpladığı bulunmuştur. Hangi hidrojel-kil kompozitinin hangi gübre için salım sistemi uygunluğu belirlenerek potansiyel gübre salım sistemi olarak kullanılabilirliği belirlenmiştir.

Keywords

Hidrojel, kaolin, bentonit, gübre salımı, hidrojel-kil kompozit, kil

Hydrogel-Clay Composites for Synthetic Fertilizer Loading and Releasing

Abstract

In this study, bentonit and kaolin containing crosslinked p(AMPS), and p(APTMACl) bulk hydrogels were synthesized with using redox polymerization technique for fertilizer loading and releasing studies. Bentonit and kaolin clays were placed into the p(AMPS) and p(APTMACl) hydrogels during the synthesis reaction for preparing of hydrogel-clay composite hydrogels. The FT-IR spectra of synthesized p(AMPS)-bentonit, p(AMPS)- kaolin, p(APTMACl)-bentonit and p(APTMACl)- kaolin bulk hydrogel-clay composites for characterization. Then, the % swelling studies of synthesized hydrogel-clay composites were investigated in aqueous media at different pHs such as 1, 3, 5, 7, 9, 11. Besides, the fertilizer (ammonia phosphate, urea phosphate, and urea) loading/releasing studies were done. The clay containing hydrohel systems absorbed more amount fertilizer compare to bare hydrogels. The usability of p(AMPS)-clay, and p(APTMACl)-clay composite hydrogel systems for fertilizer loading/releasing studies were investigated. 

Keywords

Hydrogel, kaolin, bentonite, fertilizer loading/releasing, hydrogel-clay composite, clay

References

• Adams, J.M. (1978). Spectrum 158, 8-11.
• Adams, J.M. (1987). Applied Clay Science 2, 309-342.
• Breen, C., Watson, R., Madejova, J., Komadel, P. and Klapyta, Z. (1997). Langmuir, 13, 6473-6479.
• Ceylan, D., Dogu, S., Karacik, B., Yakan, S.D., Okay, O.S., Okay, O. (2009). Environmental Science and Technology 43, 3846-3852.
• Clark, G. (1989). Industrial Clays: A Special Review. Industrial Minerals, London.
• Ekici, S., Isıkver, Y., Sahiner, N., Saraydın, D. (2003). Adsorption Science and Technology 21, 651-659.
• Esparza, H.M., Serrano, E.M., Salinas, A.G., Trevino, F.A. (2006). Biotechnology Progress 22, 1552-1559.
• Falaras, P., Lezou, F., Seiragakis, G., Petrakis, D. (2000). Clays and Clay Minerals 48, 549-556.
• Gemeinhart, R.A., Chen, J., Park, H., PArk, K. (2000). Journal of Biomaterial Science, Polymer Edition 11, 1371-1380.
• Ghulea, L.A., Patila, A.A., Sapnarb, K.B., Dholeb, S.D., Garadkar, K.M. (2011). Toxicological and Environmental Chemistry 93, 623-634.
• Grim, R.E. (1998). Clays and Clay Minerals 36, 97-101.
• Igarashi K., Yamada, Y., Kurumuda, K. (2004). Journal of Chemical Engineering of Japan 37, 1279-1283.
• Kundakcı, S., Uzum, O.B., Karadag, E. (2009). Polymer Composites 30, 29-37.
• Loughnan, F. C. (1969). Elselvier, New York.
• Murray, H.H. (1991). Applied Clay Science 5, 379-395.
• Murray, H.H. (1999). Clay Minerals 34, 39-49.
• Noyan, H. (2001). Isıl islem ve asit aktivasyonu ile Çankırı bentonitinin gözenekli yapısının gelistirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Okay, O., Ceylan, D. (2007). Petrol döküntülerinin yüzey sularından uzaklaştırılması için yeni bir makrogözenekli sorbent üretimi ve uygulaması, T.C. Patent, Mart.
• Okay, O., Karakutuk, I., Ceylan, D., Okay, O.S. (2009). Organik kirleticilerin sulardan uzaklaştırılması için makrogözenekli, tekrar kullanılabilir kauçuk sorbent üretimi, T.C. Patent Müracaatı, Aralık.
• Oren, S., Caykara, T., Kantoglu, O., Guven, O. (2000). Journal of Aplied Polymer Science 78, 2219-2226.
• Oztop, H., Saraydın, D., Solpan, D., Guven, O. (2003). Polymer Bulletin 50, 183-190.
• Pekel, N., Guner, A., Guven, O. (2002). Journal of Applied Polymer Science 85, 376-384.
• Pekel, N., Guven, O. (1999). Colloids and Polymer SCience 277, 570-577.
• Sarıkaya, Y., Ceylan, H., Çorapçıoglu, Ö., Bozdogan, İ. (1982). Doga TUTemel Bil. D. 6, 123-134.
• Sarıkaya, Y., Killerin önemi ve özelikleri. III. Ulusal Kil Sempozyumu Bildirileri: 13-32 (eds. A.G. Türkmenoglu ve O. Akıman) ODTÜ Jeoloji Mühendisligi Bölümü, Ankara.
• Taktak, F.F., Butun, V. (2010). Polymer 51, 3618-3626.
• Tuncel, A., Ozdemir, A. (2000). Journal of Biomaterials Science: Polymer Edition 11, 817-831.
• Tuncel, A., Unsal, E., Cicek, H. (2000). Journal of Applied Polymer Science 77, 3154-3161.
• Uzun, L., Kara, A., Tuzmen, N., Karabakan, A., Besirli, N., Denizli, A. (2006). Journal of Applied Polymer Science 102, 4276-4283.