An Assessment of Chromium (VI) Removal from Aqueous Solution Using Gelatin/PAAm-based IPN Hydrogels

Akalın, Gülen Oytun

An Assessment of Chromium (VI) Removal from Aqueous Solution Using Gelatin/PAAm-based IPN Hydrogels

dc.contributor.author	Akalın, Gülen Oytun
dc.date.accessioned	2025-07-31T05:33:38Z
dc.date.available	2025-07-31T05:33:38Z
dc.date.issued	2023
dc.department	Sağlık Hizmetleri Meslek Yüksekokulu
dc.description.abstract	In this work, gelatin (G)-polyacrylamide (PAAm)-based interpenetrating polymer network (IPN) hydrogels involving maleic acid (MA) was prepared using by free radical polymerization. Full-IPN and semi-IPN hydrogels were synthesized by using glutaraldehyde and ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) as a crosslinker. The water absorbency of hydrogels was investigated, and the values increased with MA and G. The chemical structures of IPN hydrogels were tested by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Morphological test was done by using Scanning Electron Microscope/ Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM/EDX). Thermal properties were examined with Differential scanning calorimeter (DSC) analyzer and Thermogravimetric analysis (TGA). The mechanical analysis was performed with Universal Testing Machine. The degradation behavior of hydrogels was investigated against pH. According to the results, IPN hydrogels had good water absorbency capability, degradation, mechanical, and thermal stabilities. The values of full-IPN hydrogel were higher than semi-IPN. The efficiency of adsorption parameters (contact time, initial feed concentration, and pH) on Chromium (VI) ion adsorbing property of IPN hydrogels were also determined. The adsorption increased with increasing initial Cr (VI) concentration from 30 to 150 mg/L. The adsorption was influenced with pH and the maximum adsorption was obtained at pH 6 at 25oC and 80 mg/L Cr (VI) concentration. The effect of contact time on the adsorption was also performed at same conditions. A remarkable increase in Cr (VI) adsorption occurred up to 300 min and then reached at constant value. The adsorption data obeyed Langmuir and Freundlich sorption isotherms. Langmuir isotherm was a better mathematical fit for equilibrium data than Freundlich isotherm, depended on its higher correlation coefficient. Langmuir adsorption capacity (Q) was determined to be 555.55 and 322.58 mg/g for semi- IPN and full-IPN, respectively. Freundlich constants (Kf), an adsorption capacity, were found to be 15.44 and 18.47 for semi-IPN and full-IPN, respectively. According to these results, it can be said that the hydrogel surface was homogeneous, and the adsorption of Cr (VI) occurred in a monolayer.
dc.description.abstract	Bu çalışmada, jelatin (G) -poliakrilamid (PAAm) bazlı, maleik asit (MA) içeren iç içe geçen polimer ağı (IPN) hidrojelleri, radikal polimerizasyon kullanılarak hazırlanmıştır. Tam-IPN ve yarı-IPN hidrojeller, çapraz bağlayıcı olarak glutaraldehit ve etilen glikol dimetakrilat (EGDMA) kullanılarak sentezlendi. Hidrojellerin su emiciliği incelendi ve değerler MA ve G ile arttı. Tam IPN ve yarı IPN hidrojellerin kimyasal yapıları Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ile test edildi. Taramalı Elektron Mikroskobu/ Enerji Dağılımlı X-ışını Spektroskopisi (SEM/EDX) kullanılarak morfolojik test yapıldı. Termal özellikler Diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) analizörü ve Termogravimetrik analiz (TGA) ile incelenmiştir. Mekanik analiz, Universal Test Makinesi ile yapıldı. Hidrojellerin bozunma davranışı pH'a karşı incelenmiştir. Sonuçlara göre, IPN hidrojellerinin iyi su emme kapasitesi, bozunma, mekanik ve termal kararlılığa sahipti. Tam IPN hidrojelin değerleri yarı IPN'den daha yüksekti. Adsorpsiyon parametrelerinin (temas süresi, başlangıç besleme konsantrasyonu ve pH) IPN hidrojellerinin Krom (VI) iyonu adsorplama özelliği üzerindeki etkinliği de belirlendi. Adsorpsiyon, başlangıç Cr (VI) konsantrasyonunun 30'dan 150 mg/L'ye artmasıyla arttı. Adsorpsiyon pH'dan etkilenmiş ve maksimum adsorpsiyon pH 6'da 25oC'de ve 80 mg/L Cr (VI) konsantrasyonunda elde edilmiştir. Temas süresinin adsorpsiyon üzerindeki etkisi de aynı koşullarda gerçekleştirilmiştir. 300 dakikaya kadar Cr (VI) adsorpsiyonunda kayda değer bir artış meydana geldi ve daha sonra sabit değere ulaştı. Adsorpsiyon verileri Langmuir ve Freundlich sorpsiyon izotermlerine uymuştur. Langmuir izotermi, daha yüksek korelasyon katsayısına bağlı olarak, denge verileri için Freundlich izoterminden daha iyi bir matematiksel uyumdu. Langmuir adsorpsiyon kapasitesi (Q), yarı-IPN ve tam-IPN için sırasıyla 555.55 ve 322.58 mg/g olarak belirlendi. Bir adsorpsiyon kapasitesi olan Freundlich sabitleri (Kf), yarı-IPN ve tam-IPN için sırasıyla 15.44 ve 18.47 olarak bulundu. Sonuçlara göre, hidrojel yüzeyinin homojen olduğu ve Cr (VI) adsorpsiyonunun bir tek tabakada meydana geldiği söylenebilir.
dc.identifier.doi	10.29130/dubited.949714
dc.identifier.endpage	77
dc.identifier.issn	2148-2446
dc.identifier.issue	1
dc.identifier.startpage	57
dc.identifier.uri	https://dx.doi.org/10.29130/dubited.949714
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/20.500.12451/13676
dc.identifier.volume	11
dc.indekslendigikaynak	TR-Dizin
dc.institutionauthor	Akalın, Gülen Oytun
dc.institutionauthorid	0000-0003-4686-1474
dc.language.iso	en
dc.publisher	Düzce Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
dc.relation.ispartof	Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi
dc.relation.publicationcategory	Makale - Uluslararası Hakemli Dergi - Kurum Öğretim Elemanı
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.subject	Polyacrylamide
dc.subject	Gelatin
dc.subject	Hydrogel
dc.subject	Adsorption
dc.subject	Chromium (VI)
dc.subject	Metal Removal
dc.subject	Poliakrilamid
dc.subject	Jelatin
dc.subject	Hidrojel
dc.subject	Adsorpsiyon
dc.subject	Krom (VI)
dc.subject	Metal Uzaklaştırma
dc.title	An Assessment of Chromium (VI) Removal from Aqueous Solution Using Gelatin/PAAm-based IPN Hydrogels
dc.title.alternative	Jelatin/PAAm-tabanlı IPN Hidrojelleri Kullanarak Sulu Çözeltiden Krom (VI) Uzaklaştırmasının Değerlendirmesi
dc.type	Article