Investigation of sorption capabilities of chelating agents loaded and unloaded polymeric sorbents towards trace metal ions

Abstract

Poli(stiren-divinilbenzen), sülfolu stiren-divinilbenzen kopolimeri ve poliester-stiren polimeri yüksek iç fazlı emülsiyon yöntemi ile sentezlendiler ve FT-IR ve SEM kullanılarak karakterize edildiler. 5,10,15,20-tetrakis (hidroksi fenil) porfirin (THPP) ve pirokatekhol moru (PCV) poli(stiren-divinilbenzen) ve sulfolu stiren-divinilbenzen kopolimeri üzerine yüklendiler ve FT-IR ile karakterize edildiler. Poli(Str/DVB) ve sülfolu Str/DVB üzerine yüklenen THPP ve PCV miktarı sırasıyla 0,2840, 0,2993, 0,5716 ve 0,4384 mmol g-1 polimer olarak elde edilmiştir. Poli(stiren-divinilbenzen) ve sülfolu stiren-divinilbenzen kopolimerinin metal (Pb(II), Cu(II), Cd(II), Ni(II), Zn(II)) tutma kapasiteleri kuvvetli asidik bölgede çok az, pH 4-7 arasında orta düzeyde elde edilmiştir. Poliester-stiren polimerinin metal iyonlarına karşı bir eğilimi belirlenmemiştir._x000B_Poli(Str/DVB)-THPP ve sülfolu Str/DVB-THPP polimerik sorbentlerinin metal iyonlarına karşı tutma eğilimleri PCV yüklü polimerik sorbentlerden kurşun hariç çok yüksek bulunmuştur. Poli(Str/DVB)-THPP ve sülfolu Str/DVB-THPP den metal iyonlarının nicel geri kazanımı 2 veya 4 mol L-1 HNO3 çözeltisi elüasyon yapılarak sağlanmıştır. Tutunmanın kesinliği 2 µg mL-1 metal iyonu için bağıl standard sapma, %BSS ile belirlendi ve 0,02 ve 5,12 arasında bulundu. Poli(Str/DVB)-THPP ve sülfolu Str/DVB-THPP sorbentlerinin tutunma kapasiteleri çalışılan metal iyonları için 5000 µg g-1 sorbent civarında bulundu. THPP bazlı sorbentlerin pH 10 da ve PCV bazlı sorbentlerin pH 8 de (sadece Pb(II)) metal iyonlarını tutma kapasiteleri gram sorbent başına 8 µg metal iyonu ve üzeri olarak belirlenmiştir. Bu çalışmada, THPP emdirilmiş yeni sentezlenmiş polimerik sorbentler sulu çözeltiden çalışılan metal iyonlarının ayrılması ve önderiştirilmesi için kullanılabilirler. Poly(styrene-divinylbenzene) (poly(Str/DVB), sulphonated styrene-divinylbenzene copolymer and polyester-styrene polymer were synthesized using high internal phase emulsion method and characterized by FT-IR and SEM analysis. 5,10,15,20-tetrakis (hydroxyl phenyl) porphyrin (THPP) and pyrocatechol violet (PCV) were loaded on poly(styrene-divinylbenzene) and sulphonated styrene-divinylbenzene copolymer and were characterized by FTIR. The amounts of attached THPP and PCV onto poly(Str/DVB) and sulphonated Str/DVB were calculated as 0.2840, 0.2993, 0.5716 and 0.4384 mmol g-1 polymer, respectively. Metal (Pb(II), Cu(II), Cd(II), Ni(II), Zn(II)) sorption capabilities of poly(Str/DVB) and sulphonated Str/DVB copolymers were much low in high acidity medium, moderate at pH 4-7. Polyester-styrene polymer has no tendency towards metal ions._x000B_The sorption tendency of poly(Str/DVB)-THPP and sulphonated Str/DVB-THPP polymeric sorbents towards studied metal ions were much higher than PCV loaded polymeric sorbents except Pb. By eluting with 2 or 4 mol L-1 HNO3, the quantitative recovery of studied metal ions from poly(Str/DVB)-THPP and sulphonated Str/DVB-THPP was obtained. The precision of sorption process as relative standard deviation (RSD%) for 2 µg mL-1 metal ion was between 0.02 and 5.12. The sorption capacities of poly(Str/DVB)-THPP and sulphonated Str/DVB-THPP for Cu(II), Ni(II), Zn(II) and Pb(II) were found as around 5000 µg g-1 sorbent. The sufficient sorption capabilities of THPP based sorbent at pH 10 and PCV based sorbent at pH 8 (for only Pb(II)) was ? 8 µg metal ion g-1 sorbent. These synthesized polymeric sorbents loaded with THPP can be used for separation and preconcentration of the studied metal ions in aqueous solutions.