YRD. DOÇ. DR. ÖZLEM DOĞAN

Bakır (II)’nin kalsiyum karbonat üzerine adsorpsiyonun incelenmesi

Bu çalışmada, adsorban olarak kullanılan kalsiyum karbonat (CaCO3) kristalleri polimerik katkı maddesi varlığında üretilmiş ve SEM, BET ve X-ışınları toz difraksiyon metotları ile karakterize edilmiştir. CaCO3 kristallerinin sulu çözeltilerden bakır(II) iyonu adsorpsiyonuna temas süresi, başlangıç çözelti pH’ı, başlangıç çözelti konsantrasyonu ve adsorban olarak kullanılan kristallerinin polimer içeriğinin etkisi incelenmiştir. Yapılan tüm deneylerde denge süresi yaklaşık 40 dakika olarak bulunmuştur. Çözelti başlangıç pH’nın 5.5?7 arasında en uygun olduğu görülmüştür. Endüstriyel polimer konsantrasyonunun 1000 mg/L’den 2000 mg/L’ye artması ile adsorbanın bakır (II) iyonunu adsorplama kapasitesi %16 artmıştır. Bakır(II) adsorpsiyonu geliştirilmiş Freundlich, yalancı birinci derece ve yalancı ikinci derece adsorpsiyon kinetik modelleri ile açıklanmıştır. Deneysel sonuçlara göre bakır(II) adsorpsiyon kinetiğinin yalancı birinci derece kinetiğine daha fazla uyduğu görülmüştür. Denge verilerinin Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izotermlerine uygunluğu araştırılmıştır. Çalışma şartlarında bakır(II)’nin adsopsiyon izoterminin Freundlich adsorpsiyon izotermine daha uygun olduğu bulunmuştur.

Kalsiyum sülfat dihidrat kristalizasyonuna fosfonik asit içerikli polimerlerin etkisi

Kristalizasyon ve kabuk oluşturan mineraller birçok proses için önemli problemlerdir. Kalsiyum sülfat dihidrat (jips) yağ ve gaz üretiminde, su soğutma sistemlerinde, hidrometalürjik proseslerde en çok istenmeyen kabuktur. Katkı maddeleri bu proseslerde kabuk oluşturan tuzların formasyonunu ve tortulaşmasını engellerler. Bu çalışmada, 30 C’de sulu çözeltilerdeki kalsiyum sülfat dihidratın kendiliğinden kristalizasyonunda katkı maddelerinin etkileri incelenmiştir. Farklı asit içeriğine sahip vinilfosfonik asit?4-vinilimidazol (VPA-co-4VIm) kopolimerleri ve farklı karboksilat içeriğine sahip karboksimetil inülin (CMI) biyopolimerleri katkı maddeleri olarak kullanılmıştır. Ayrıca çözelti aşırı doygunluğunun kalsiyum sülfat dihidrat kristalizasyonuna etkisi incelenmiştir. Kristalizasyon hızı kristallenen çözeltinin iletkenlik değerinin ölçülmesi ile belirlenmiştir. Kullanılan katkı maddelerinin kristalizasyonu engelleme derecesi gecikme zamanındaki artış ve kristalizasyon hızındaki azalma olarak ölçülmüştür. Kristalizasyon reaksiyonları Langmuir adsorpsiyon modeli ile açıklanmıştır. Kristaller elektron tarama mikroskobu (SEM) ve titreşim spektroskopisi (FT-IR) yardımı ile karakterize edilmiştir. Kullanılan katkı maddelerinin kalsiyum sülfat dihidrat kristal oluşumunda geciktirici etkiye sahip olduğu bulunmuştur. Kalsiyum sülfat dihidrat kristalizasyonunda, polimer yapısının, polimer konsantrasyonunun, polimer asit ve karboksilat içeriğinin ve çözelti aşırı doygunluğunun etkili parametreler olduğu gözlenmiştir.

Katkı maddelerinin hidroksiapatitin gözenek yapısına etkisi Effect of additivies on pore structure of hydroxyapatite

Hidroksiapatit (Ca10(PO4)6(OH)2, HAP), yüksek biyouyumluluğu, yavaş bozunması, kimyasal yapısının kemik yapısına çok benzerlik göstermesi gibi özellikleriyle kalsiyum fosfat tuzları içerisinde öne çıkar. Bu özelliklerinden dolayı biyomedikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, HAP’ın kurşun, çinko, bakır, kobalt, kadmiyum vb. gibi birçok ağır metali ve çok çeşitli ilaç etken maddeleri, boyarmaddeler, enzimler, proteinler gibi maddeleri adsorplaması üzerine yapılan çalışmalar iyi ve etkin bir adsorban malzeme olduğunu ortaya koymuştur. Bu çalışmada ilk olarak gözenekli yapıdaki HAP kristallerinin oluşumuna polimerik katkı maddelerinin etkisi incelenmiştir. HAP kristalleri yaş çöktürme yöntemi ile katkı maddesiz ve endüstriyel polimer (LS) ve poliakrilik asit (PAA) katkılarının farklı konsantrasyonlarda kullanılmasıyla sentezlenmiştir. HAP kristallerinin morfolojisine, spesifik yüzey alanına, boyut dağılımına katkı maddelerinin etkisi incelenmiştir. HAP kristalleri BET, SEM, FT-IR ve X-ışınları toz difraksiyon metotları ile karakterize edilmiştir. SEM görüntüleri incelendiğinde kristallerin çubuk şeklinde olduğu ve bu morfolojisinin katkı maddesi ilavesinde değişmediği sonucuna varılmıştır. LS polimerinin HAP kristallerinin spesifik yüzey alanında fazla bir değişikliğe neden olmadığı ancak PAA polimerinin artan konsantrasyonu ile birlikte spesifik yüzey alanını artırdığı görülmüştür. Çalışmanın ikinci aşamasında sentezlenen HAP kristallerinin sulu çözeltiden Cu(II) giderimine etkisi incelenmiştir. Sentezlenen HAP kristallerinin adsorban olarak kullanıldığı deneylerde %99 oranında Cu(II) giderimi sağlanmıştır. Adsorpsiyon kinetiği deneysel veriler kullanılarak, Yalancı-birinci derece (Pseudo-first order) ve Yalancı-ikinci derece (Pseudo-second order) kinetik model denklemleri ile incelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Hidroksiapatit, yaş çöktürme, Cu(II), adsorpsiyon

Protein adsorption

Protein moleküllerinin adsorpsiyonu son yıllarda biyoloji, biyoteknoloji, biyokimya mühendisliği ve çevre bilimi gibi daha birçok alanda önemli rol oynamaya başlamıştır. Protein adsorpsiyonunda kullanılabilecek biyouyumlu malzemelerin en önemlisi hidroksiapatitdir (HAP). Biyolojik moleküllerin ayrılmasında yaygın olarak kullanılan HAP, biyouyumluluğu, kemikle olan kimyasal ve yapısal benzerlikleri nedeniyle tercih edilmektedir. Bu çalışmada farklı koşullarda üretilen ve BET ve FTIR analizleri ile karakterize edilen hidroksiapatitit (Ca10(PO4)6OH2, HAP) üzerine BSA ( bovine serum albumin) proteinin adsorpsiyonunun uygulanabilirliği araştırılmıştır. Adsorpsiyon deneyleri 37?C’de, pH 7.4 ve pH 6.0’da gerçekleştirilmiştir. Deneylerde denge süresi yaklaşık 20 saat olarak alınmıştır. Endüstriyel polimer katkılı üretilen ve sinterlenen adsorbanların adsorpsiyon kapasitesi artan polimer konsantrasyonu ile azalmıştır. Sinterleme sıcaklığının arttırılması da adsorpsiyon kapasitesini azaltmıştır. Diğer yandan adsorbanın üretim sıcaklığının düşürülmesi adsorpsiyon kapasitesini arttırmıştır. Denge verilerinin Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izotermlerine uygunluğu araştırılmıştır. Çalışma şartlarında BSA’nın adsorpsiyon izoterminin Langmuir adsorpsiyon izotermine daha uygun olduğu bulunmuştur. BSA adsorpsiyonu yalancı birinci derece (pseudo first order) ve yalancı ikinci derece (pseudo second order) kinetik modelleriyle açıklanmıştır. Deneysel sonuçlara göre BSA adsorpsiyon kinetiğinin yalancı ikinci derece kinetiğine daha fazla uygun olduğu bulunmuştur. Anahtar kelimeler: Adsorption, hidroksiapatit, BSA, protein, izoterm.