Investigation of Metal Attachment Behavior of 2-Acrylamido-2-Methyl-1-Propanesulfonic Acid(AMPS) Containing Hydrojels

Abstract

Environmental problems brought about by industrialization have a significant impact on clean water resources. As a result of different industrial activities, heavy metals such as Cu, Cr, Cd, Fe, Ni are released to the environment. Metals that play a role in the structure of hormones and vitamins in the body and the activation of enzymes and are necessary for the immune system, when taken into the body above the limits determined as a result of environmental pollution, it causes deterioration of the functions of the organism and various diseases. One of the polymeric materials used in the field of adsorption is hydrogels. Due to its high efficiency, easy recovery, reusability and hydrophilic (water loving) properties, hydrogels are used to remove heavy metals from the aqueous environment. The 2-acrylamido-2-methyl-1-propane sulfonic acid (AMPS) co-monomer in the structure of hydrogels has a high swelling rate. The functional groups in AMPS are used in the adsorption of heavy metals in wastewater by chelating with the metal. In this study, metal adsorption capacities and swelling in aqueous solution of hydrogels synthesized using AMPS co-monomer were investigated.

Keywords

• Metal
• Adsorption
• Swelling
• Hydrogel
• AMPS

2-Akrilamido-2-Metil-1-Propansülfonik Asit (AMPS) İçerikli Hidrojellerin Metal Tutma Davranışlarının İncelenmesi

Öz

Sanayileşmenin getirdiği çevre sorunları temiz su kaynaklarını önemli oranda etkilemektedir. Farklı endüstriyel aktiviteler sonucu Cu, Cr, Cd, Fe, Ni gibi ağır metaller çevreye salınmaktadır. Metaller insan vücudunda hormon ve vitaminlerin yapısında enzimlerin aktifleşmesinde rol alır ve bağışıklık sistemi için gereklidir. Çevre kirliliği sonucunda belirlenen sınırların üzerinde vücuda alınan metaller organizmanın fonksiyonlarının bozulmasına ve çeşitli hastalıklara sebep olmaktadır. Adsorpsiyon alanında kullanılan polimerik malzemelerden birisi de hidrojellerdir. Hidrojeller yüksek verim, kolay geri kazanım, yeniden kullanılabilirlik ve hidrofilik özelliklerinden dolayı ağır metallerin sulu ortamdan uzaklaştırılmasında kullanılmaktadır. Hidrojellerin yapısında bulunan AMPS yardımcı monomeri yüksek şişme oranına sahiptir. AMPS’de bulunan fonksiyonel gruplar metalle şelat oluşturarak atık sulardaki ağır metallerin adsorpsiyonunda kullanılmaktadır. Bu çalışmada, AMPS yardımcı monomeri kullanılarak sentezlenen hidrojellerin sulu çözeltideki şişme ve metal adsorpsiyon kapasiteleri incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Metal
• Adsorpsiyon
• Şişme
• Hidrojel
• AMPS

Kaynakça

1. Abd El-Aziz ME., Kamal KH., Ali KA., Abdel-Aziz MS., Kamel S. Biodegradable grafting cellulose/clay composites for metal ions removal. International Journal of Biological Macromolecules 2018; 118: 2256-2264.
2. Akay G. Katanyonik surfaktan çözeltilerinde sentezlenen kendini onarabilen hidrojeller. İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, sayfa no:90, İstanbul, Türkiye, 2013.
3. Arslan H., Çalışkan N., Gün M. Investigation of the use of activated peach kernel in Cr(VI), adsorption from aqueous solution. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 2021; 31(1): 481-486.
4. Atta AM., Al-Lohedan HA., ALOthman ZA., Abdel-Khalek AA., Tawfeek AM. Characterization of reactive amphiphilic montmorillonite nanogels and its application for removal of toxic cationic dye and heavy metals water pollutants. Journal of Industrial and Engineering Chemistry 2015; 31: 374-384.
5. Atta AM., Ismail HS., Elsaaed AM. Application of anionic acrylamide-based hydrogels in the removal of heavy metals from waste water. Journal of Applied Polymer Science 2012; 123(4): 2500-2510.
6. Atta AM., Sayed SA., Farag AB., Ismail HS., Mohamed ZM., Eraky AM. Application of crosslinked acrylamidoxime/2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid copolymer in wastewater treatment. Journal of Dispersion Science and Technology 2011; 32(9):1285-1295.