Year 2020, Volume , Issue 20, Pages 216 - 222 2020-12-31

Potansiyel Bir Adsorban Olarak Perlit İçeren Polisakkarit Esaslı Küresel Hibrit Tanecikler

İ̇lknur KUCUK [1] , İ̇rem SARISAKAL [2]


Bu çalışmada, potansiyel bir adsorban olarak kullanılabilecek, sodyum aljinat esaslı, perlit içeren küresel hibrit tanecikler ani jelleşme metodu ile hazırlanmıştır. Aljinat gibi bir polisakkarit olan kerajenin kappa kerajen ve ioda kerajen olmak üzere iki farklı türü ikinci bir biyopolimer olarak kullanılmış ve küresel hibrit taneciklerin fonksiyonel gruplarını çeşitlendirilmiştir. Pek çok uygulama için çok önemli bir faktör olan tanecik boyutu ve kararlılığına kullanılan aljinatın molekül ağırlığının, jel çözelti konsantrasyonunun, kullanılan, kerajen ve perlit oranının etkisi incelenmiştir. Hazırlanan hibrit taneciklerin şekilleri, ıslak ve kuru taneciklerin çapları ve şişme dereceleri belirlenerek fiziksel, Fourier Transform lnfrared (FTIR) spektroskopi kullanılarak yapısal ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak morfolojik karakterizasyonu yapılmıştır. Sodyum aljinat biyopolimerinin molekül ağırlığının ve çözeltideki konsantrasyonunun kombinasyonu, elastikiyetin ve dolayısıyla nihai ürünün şeklinin belirlenmesinde kritik öneme sahiptir. Yüksek molekül ağırlıklı ve % 2 (w/v) lik sodyum aljinat jel konsantrasyonunda jel çözeltisi kullanılarak hazırlanan hibrit taneciklerin hem ıslak halde hem de kuruduktan sonra küresel yapı ve şekil kararlılığını koruduğu gözlenirken; aynı konsantrasyonda düşük molekül ağırlıklı sodyum alginat jel çözeltisinden elde edilen taneciklerin küresellikten uzak ve şekil kararlılığını koruyamadığı görülmüştür. %2 (w/v) jel konsantrasyonunun sabit tutulmasıyla kerajenin her iki türünün %20 (ağ.)’e kadar yapıya girmesinin küreselliği bozmadığı görülmüştür. Benzer şekilde aljinat jel çözeltisine % 20 (ağ.) oranına kadar katılan perlitin hibrit taneciklerin ıslakken küreselliklerini bozmadığı ancak kuru halde küreselliklerini kaybetmelerine neden olduğu görülmüştür. Hazırlanan hibrit tanecikler ile ağır metal olarak seçilen bakırın 10, 20 ve 30 ppm başlangıç konsantrasyonlarındaki sulu çözeltilerinden giderim etkinliği araştırılmış ve yapısında %10 (ağ.) perlit içeren hibrit taneciklerin 10 ppm başlangıç konsantrasyonunda bakırı %77,1 oranında giderebildiği görülmüştür.
Hibrit tanecikler, Polisakkarit, Perlit, Ağır metal
  • Bessbousse, H., Rhlalou, T., Verchere, J.F. ve Lebrun, L. (2008). Removal of heavy metal ions from aqueous solutions by filtration with a novel complexing membrane containing poly(ethyleneimine) in a poly(vinyl alcohol) matrix. Journal of Membrane Science, 307, 249–259.
  • Balladares, E., Jerez, O., Parad, F., Baltierrac, L., Hernández, C., Araneda, E. ve Parra, V. (2018). Neutralization and co-precipitation of heavy metals by lime addition to effluent from acid plant in a copper smelter. Mineral Engineering, 122,112-129.
  • Caballero F., Foradada M., Minarro M., Pérez-Lozano P., García-Montoya E., Ticó J.R. ve Suné-Negre J.M. (2014). Characterization of alginate beads loaded with ibuprofen lysine saltand optimization of the preparation method. International Journal of Pharmaceutics, 460, 181-188.
  • Campo, L.V., Kawano F.D., Da Silva B.D. ve Carvalho I. (2009). Carrageenans: Biological properties, chemical modifications and structural analysis – A review. Carbohydrate Polymers, 77, 167-180.
  • Dias, A.M.G.C., Hussain, A., Marcos, A.S. ve Roque, A.C.A. (2011). A biotechnological perspective on the application of iron oxide magnetic colloids modified with polysaccharides. Biotechnology Advances, 29, 142– 155.
  • Ibrahim, Y., Abdulkarem, E., Naddeo V., Banat, F. ve Hasa, S.W. (2019). Synthesis of super hydrophilic cellulose-alpha zirconium phosphate ionexchange membrane via surface coating for the removal of heavy metalsfrom wastewater. Science of the Total Environment, 690,167-180.
  • Fouda, M.M.G., El-Aassar, M.R., El Fawal, G.F., Hafez, E.E., Masry, S.H.D ve Abdel-Megeed, A.(2015). k-Carrageenan/poly vinyl pyrollidone/polyethylene glycol/silvernanoparticles film for biomedical application. International Journal of Biological Macromolecules, 74, 179–184. Gotoh, T., Matsushima, K. ve Kikuchi, K. (2004). Preparation of alginate–chitosan hybrid gel beads and adsorption of divalent metal ions. Chemosphere, 55, 135–140.
  • Klaassen, R., Ferona, P.H.M. ve Jansen, E. (2005).Membrane contactors in industrial applications, Chemical Engineering Research and Design, 83(A3), 234–246.
  • Keppeler S., Ellis A. ve Jacquier J.C. (2009). Cross-linked carrageenan beads for controlled release delivery systems.Carbohydrate Polymers, 78, 973-977.
  • Li, L., Fang Y., Vreeker R. ve Appelqvist I. (2007). Reexamining the Egg-Box Model in Calcium-Alginate Gels with X-ray Diffractio. Biomacromolecules, 8, 464-468.
  • Lee,K.Y. ve Mooney, D.J (2012). Alginate: properties and biomedical applications. Prog Polym Sci. 2012, 37(1), 106–126.
  • Popa, E.G., Gomes, M.E. ve Reis, R.L. (2011). Cell delivery systems using alginate--carrageenan hydrogel beads and fibers for regenerative medicine applications. Biomacromolecules, 11, 3952-3961.
  • Renu B., Agarwal, M. ve Singh, K. (2017). Heavy metal removal from wastewater using various adsorbents: a review. Journal of Water Reuse and Desalination, 7(4), 387–419.
  • Rinaudo, M. (2008). Review: Main properties and current applications of some polysaccharides as biomaterials. Society of Chemical Industry: Polymer International, 57, 397–430.
  • Roulia, M.,Chassapis, K., Fotinopoulos, C.H., Savvidis, T.H. & Katakis D. (2003).Dispersion and sorption of oil spills by emulsifier-modified expanded perlite, Spill Science & Technology Bulletin, 8, 425–431.
  • Roulia M. ve Vassiliadis A. (200). Sorption characterization of a cationic dye retained by clays and perlite, Microporous and Mesoporous Materials, 116, 732–740
  • Sarısakal, İ. (2017). Alginat esaslı hibrit taneciklerle ağır metal giderimi. Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, 78 sayfa.
  • Wadhawana, S., Jaina, A., Nayyara, J. ve Mehta, S.K. (2020). Role of nanomaterials as adsorbents in heavy metal ion removal from waste water: A review. Journal of Water Process Engineering, 33, 1-17.
  • Yu, F., Cui, T.,Yang, C., Dai, X. ve Ma J. (2019). κ-Carrageenan/Sodium alginate double-network hydrogel with enhanced mechanical properties, anti-swelling, and adsorption capacity. Chemosphere, 237, 124417.
  • Wang, J. ve Chen, C. (2009). Biosorbents for heavy metals removal and their future. Biotechnology Advances, 27, 195-226.
  • Zang, J., Wang Q. ve Wang A. (2010). In situ generation of sodium alginate/hydroxyapatite nanocomposite beads as drug controlled release matrices. Acta Biomaterialia, 6, 445-454.
Primary Language tr
Subjects Engineering
Journal Section Articles
Authors

Orcid: 0000-0001-9203-0693
Author: İ̇lknur KUCUK (Primary Author)
Institution: Yildiz Technical University
Country: Turkey


Orcid: 0000-0003-2826-1053
Author: İ̇rem SARISAKAL
Institution: YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Supporting Institution Yıldız Teknik Üniversitesi
Project Number 2014-07-01-YL07
Thanks Yıldız Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü’nün 2014-07-01-YL07 numaralı projesi ile testeklenmiştir
Dates

Publication Date : December 31, 2020

APA Kucuk, İ , Sarısakal, İ . (2020). Potansiyel Bir Adsorban Olarak Perlit İçeren Polisakkarit Esaslı Küresel Hibrit Tanecikler . Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi , (20) , 216-222 . DOI: 10.31590/ejosat.774982