Arsenit/arsenat seçici anyon değiştirici membranların hazırlanması ve tanımlanması

Çevreye duyarlı iyon degistirici membran teknolojileri, iyonik bilesenleri ayırmada yüksek verimlilik göstermesi ve enerji tasarruflu özellikleri nedeniyle endüstride genis bir kulanım alanına sahiptir. Deniz suyu ve tuzlu sulardan tuz giderimi, endüstriyel atıksuların islenmesi, içme suyundan zararlı iyon uzaklastırılması ve temel kimyasal ürünlerin eldesi gibi süreçlerde iyon degistirici membranlar kullanılır. Daha iyi seçimliligi, daha düsük elektriksel direnci, yüksek kimyasal, mekanik özellikleri, ısıl kararlılıgı ve dayanıklılıgı olan iyon degistirici membranlara artan bir talep vardır. Yeraltı sularında çogunlukla arsenit ve arsenat anyonları halinde buluan zehirli arsenik, Dünya Saglık Örgütünün önerdigi en çok kirlilik seviyesi olan 10 og/L nin üzerinde olabilmektedir (EPA, 2003). Bundan dolayı yeraltı sularından arsenik ayırma yöntemleri arasında iyon degistirici membranlar öncelikli bir yöntem olarak düsünülebilir. Bu çalısmanın amacı arsenit ve arsenat seçici anyon degistirici membran üretmek, tanımlanmasını ve basarımını gerçeklestirmektir. Anyon degistirici membranların hazırlanmasına polypyrrole, immobilize N-Metil-D-Glukamin (NMDG), kuaternize immobilize N-Metil-D-Glukamin (Q-NMDG) olmak üzere üç farklı iyon degistirici reçineyle baslanmıstır. yon degistirici reçinelerden polypyrrole'ün tercih edilme nedeni, anyon degistirici membranlardaki etkin kullanımıdır. Kristal yapıda artan ince polypyrrole katmanlarının membranın iyon degistirme kapasitesinden bagımsız olarak anyonlar arasındaki seçici geçirgenligini kontrol ettigi düsünülmektedir (Sata et al., 1993). Bununla birlikte polypyrrole, yüksek iletken özelligi nedeniyle bataryalar (Panero et al., 1987), korozyondan korunma (Yoshizaw et al., 1999) ve statik elektrik için koruma katmanları olusturma (Stejskal et al., 1999) gibi genis bir kullanım alanına sahiptir. NMDG ve protonlanmıs analogu Q-NMDG anyon degistirici membran hazırlanması için seçilen diger iki iyon degistirici reçinelerdendir. NMDG tip reçineler yüksek konsantrasyonda sülfat ve klorür iyonları varlıgında bile arsenat iyonlarına etkin ve yüksek seçimlilik göstermektedir. Ayrıca genis bir pH aralıgında (pH 1-11) çalısma olanagı verdiginden farklı pH'larda degisik formlarda bulunan arsenik türlerinin uzaklastırılmasında kullanımı etkindir (Dambies et al., 2004). Üç iyon degistirici reçine de pH seviyesi 6'da sabit tutulan çözeltilerde termodinamik ve kinetik deneylerine tabi tutularak karsılastırılmıs, sülfat ve fostat iyonlarının varlıgında arsenat tutumları gözlenmistir. yon degistirici reçineler arasında en yüksek ve en hızlı arsenat tutumu olan Q-NMDG ile anyon degistirici membran üretimine geçilmistir. Membranlar heterojen yöntem izlenerek üretilmistir. Bu yöntemde, toz haline getirilmis iyon degistirici reçine olan QNMDG polimerik yapı olarak polietilenle 68:32 agırlıkça oranda birlestirilip, 250°C'de 10 dakika tutularak preslenmistir. Membranın tanımlanması fizikokimyasal, elektrokimyasal ve morfolojik yollardan yapılmıstır. Termodinamik deneylerinden elde edilen verilerin Langmuir egrisine uygunlugu görülmüstür. Üretilen membranların kuru ve ıslak agırlıgı ve kalınlıgı ölçülmüs ve bulunan hacminden yogunlugu, su tutma kapasitesinden de gözeneklilik degeri bulunmustur. Membranın iyon degistirme kapasitesi Mohr yöntemi kullanılarak hesaplanmıs ve arsenat iyonlarına karsı performansı Donnan diyaliz yöntemi ile gözlenmistir. Membranın anyon tasıma sayısı ise Hittorf yöntemiyle belirlenmistir. Üretilen membranın nem içerikleri agırlıkça ortalama %18.7522 ± 0.0006 olarak bulunmustur. Kuru yogunlugu ortalama 0.9621 ± 0.0007 g/cm3, ıslak yogunlugu ise yaklasık 1.2215 ± 0.0009 g/cm3 bulunmustur. Gözeneklilik degeri ortalama 0.1810 ± 0.0005, iyon degistirme kapasitesi yaklasık 2.0238 ± 0.0494 meq-Cl-/g kuru membran ve Cl- iyonu aktarım sayısı 0.65 olarak hesaplanmıstır.;Kuaternize immobilize N-Metil-D-Glukamin, iyon degisimi, arsenat uzaklastırılması, anyon degistirici membran.;Quaternized immobilized N-Methyl-D-Glucamine, ion exchange, arsenate removal, anion exchange membrane.