Adsorbent Production for Solid Phase Extraction of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) in Water Samples

Abstract

Polycyclic aromatic hydrocarbons are organic compounds with two or more aromatic rings of hydrophobic character. In addition to the studies to determine the pollution of the basins in our country, the analysis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) is carried out intensively in the determination of the pollution of all drinking and domestic waters. C18 discs are used for PAH extraction from water samples. In this study, silica supported materials were synthesized as an alternative to C18 discs and their structures were elucidated with the synthesized adsorbent FT-IR, SEM-EDX and XRD. In addition, the obtained materials were used in the extraction and purification experiments of PAHs from water samples before HPLC analysis, and the results were compared with equivalent C18 discs. In the PAH extraction and purification experiments of the produced adsorbent, it was observed that the material synthesized with n-octadecyltrimethoxysilane (C18@SiO2) was even more effective than the equivalent C18 cartridges.

Keywords

• Polyaromatic Hydrocarbon
• PAH
• Adsorption
• Enrichment
• SPE.

Su Numunelerinde Polisiklik Aromatik Hidrokarbonların (PAH) Katı Faz Ekstraksiyonu İçin Adsorben Üretimi

Öz

Polisiklik aromatik hidrokarbonlar iki ya da daha fazla aromatik halkaya sahip hidrofobik karakterli organik bileşiklerdir. Ülkemizde bulunan havzaların kirliliğinin tespiti çalışmalarının yanı sıra tüm içme-kullanma sularının kirliliğinin tespitinde de Polisiklik Aromatik Hidrokarbonların (PAH) analizleri yoğun bir şekilde yaptırılmaktadır. Su numunelerinden PAH ekstraksiyonunda C18 diskler kullanılmaktadır. Bu çalışmada C18 disklere alternatif olarak silika destekli malzemeler sentezlendi ve sentezlenen adsorbenler FT-IR, SEM-EDX ve XRD ile yapıları aydınlatıldı. Ayrıca, elde edilen malzemeler, HPLC analizi öncesinde su numunelerinden PAH ların ekstraksiyon ve saflaştırma denemelerinde kullanıldı ve sonuçlar muadil C18 disklerle karşılaştırıldı. Üretilen adsorbenlerin PAH ekstraksiyon ve saflaştırma denemelerinde muadil C18 kartuşlar kadar hatta n-oktadesiltrimetoksisilan ile sentezlenen malzemenin (C18@SiO2) daha etkili bile olduğu gözlemlenmiştir

Anahtar Kelimeler

• Poliaromatik Hidrokarbon
• PAH
• Adsorpsiyon
• Zenginleştirme
• SPE.

Kaynakça

1. [1] E. Alver, A. Demirci, and M. Özcimder, “Polisiklik Aromatik Hidrokarbonlar ve Sa ğ lı ğ a Etkileri,” vol. 3, no. 1, pp. 45–52, 2012.
2. [2] D. Makale, “Polisiklik Aromatik Hidrokarbonların Biyolojik Olarak Parçalanması,” vol. 23, pp. 293–302, 1999.
3. [3] E. Alver, A. Demirci, M. Özcimder, K. Üniversitesi, F.-E. Fakültesi, and K. Bölümü, “Polisiklik Aromatik Hidrokarbonlar ve Sağlığa Etkileri.” [Online]. Available: http://febed.mehmetakif.edu.tr.
4. [4] İ. Demir and Z. Demirbağ, “Polisiklik Aromatik Hidrokarbonların Biyolojik Olarak Parçalanması,” 1999.
5. [5] E. Demir and H. Yalçin, “Adsorbentler: Sınıflandırma, Özellikler, Kullanım ve Öngörüler.” [Online]. Available: www.nobel.gen.tr.
6. [6] J. W. Hodgeson and W. J. Bashe, “METHOD 550.1 DETERMINATION OF POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS IN DRINKING WATER BY LIQUID-SOLID EXTRACTION AND HPLC WITH COUPLED ULTRAVIOLET AND FLUORESCENCE DETECTION ENVIRONMENTAL MONITORING SYSTEMS LABORATORY OFFICE OF RESEARCH AND DEVELOPMENT U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY CINCINNATI, OHIO 45268,” 1990.
7. [7] A. Kocyigit, İ. Karteri, I. Orak, S. Uruş, and M. Çaylar, “Corrigendum to ‘The structural and electrical characterization of Al/GO-SiO 2 /p-Si photodiode’, [Phys. E Low-dimens. Syst. Nanostruct. 103 (2018) 452–458](S1386947718306647)(10.1016/j.physe.2018.06.006),” Phys. E Low-Dimensional Syst. Nanostructures, vol. 109, no. February, p. 261, 2019, doi: 10.1016/j.physe.2019.01.028.
8. [8] A. Kocyigit, İ. Karteri, I. Orak, S. Uruş, and M. Çaylar, “The structural and electrical characterization of Al/GO-SiO2/p-Si photodiode,” Phys. E Low-Dimensional Syst. Nanostructures, vol. 103, pp. 452–458, 2018, doi: 10.1016/j.physe.2018.06.006.

9. [9] S. Urus, “Synthesis of Fe3O4@SiO2@OSi(CH2)3NHRN(CH2PPh2)2PdCl2 type nanocomposite complexes : Highly efficient and magnetically- recoverable catalysts in vitamin K 3 synthesis,” vol. 213, pp. 336–343, 2016, doi: 10.1016/j.foodchem.2016.06.093.
10. [10] S. Uruş, M. Çaylar, and İ. Karteri, “Synthesis of graphene supported bis(diphenylphosphinomethyl)amino ligands and their Pd(II) and Pt(II) complexes: Highly efficient and recoverable nano-catalysts on vitamin K3 production,” Chem. Eng. J., vol. 306, pp. 961–972, 2016, doi: 10.1016/j.cej.2016.08.009.
11. [11] R. M. Zubair, M. Karabörk, S. Uruş, and M. Tümer, “Synthesis and Characterization of Graphene Based Hybrid Ligands and Their Metal Complexes: Investigation of Chemosensor and Catalytic Properties,” J. Inorg. Organomet. Polym. Mater., no. 0123456789, 2020, doi: 10.1007/s10904-019-01428-1.
12. [12] H. Eskalen, Ş. Özgan, M. Okumuş, and S. Kerl, “Thermal and Electro-optical Properties of Graphene Oxide/Dye-Doped Nematic Liquid Crystal,” Brazilian J. Phys., vol. 49, no. 3, pp. 341–347, 2019, doi: 10.1007/s13538-018-00633-6.
13. [13] H. Eskalen, Ş. Özgan, and S. Kerli, “Synthesis, characterization of V2O5 nanoparticle and dispersion of them into nematic liquid crystal,” Appl. Phys. A Mater. Sci. Process., vol. 125, no. 12, pp. 1–9, 2019, doi: 10.1007/s00339-019-3157-9