Katalog

pılan çalışmalarda, bu malzemenin sulardan petrol ve petrol türevlerinin uzaklaştırılmasında iki ana problem ortaya çıktı: Sorbent petrol ve türevlerini çok yavaş emiyor (1 gün ile 1 hafta arasında), ve tekrar kullanılamıyordu. PROBLEM ÇÖZÜLÜYOR İTÜ'de Prof Dr. Oğuz Okay yönetimindeki Polimerik Jeller Araştırma Laboratuvarı'nda geçen 4 sene boyunca sürdürülen yoğun araştırmalar sonucunda, yukarıda bahsedilen problemler çözüldü. Geliştirilen yeni sorbent malzeme, deniz suları ve atıksularından petrol ve petrol türevlerini anında emmekte ve emdiği bu kirleticileri de mekanik bir kuvvet altında kolaylıkla bırakarak tekrar tekrar kullanılabilmekte. Kauçuk sorbentin üretiminde “kriyojelleşme” adıyla bilinen bir teknik uygulandı. Bu tekniğe göre polimerizasyon reaksiyonları, donma noktasının altında gerçekleştirilebilmekte. Görünür olarak donmuş olan sistemlerde donmamış mikrobölgelerin varlığı ve bu bölgelerde reaksiyonların yapılabileceği Lozinsky tarafından ortaya atılmıştı [3]. Bilindiği gibi, makromolekül yapılı olan polimerler, monomer adı verilen küçük moleküllerin birşu ve zamanla suda batmaları bu sorbentlerin en büyük birlerine kimyasal bağlarla bağlanmaları sonucu elde dezavantajlarından. edilir. Monomerlerden polimer üretimi genel olarak oda sıcaklığı veya daha yüksek sıcaklıklarda gerçekleşir. PİYASADAKİLER NASIL? Lozinsky tarafından önerilen tekniğe göre ise reakModifiye edilmemiş durumdaki selüloz esaslı malzemelerden başlıca atık kağıt, saman, ve talaşın tutma ka siyonlar çok düşük sıcaklıklarda, reaksiyon sisteminin pasiteleri 25 g/g'dır. Ancak bu malzemeler petrol ürün donma noktasının altında gerçekleştirilmekte. Örneğin leri ile beraber suyu da emer ve bunun sonucu olarak za donma noktası 1oC olan sulu bir monomer çözeltisi manla su içerisinde batarlar. Ham pamuğun modifikas 10oC'ye soğutulduğunda, su kristaller halinde donaryonu sonucu bitkisel yağ ve petrol tutma kapasitesi 20 ken çözünmüş maddeler, yani monomerler buzdan atıg/g dolaylarında olan sorbent eldesi mümkün olsa da, larak donmamış bölgelere doğru göç eder. Zamanla bu tip sorbentlerin sulu ortamlardaki ömrü oldukça sı donmuş bölgelerin oranı % 90'ın üzerine çıktığında donmamış bölgelerdeki monomer konsantrasyonu çok nırlı. Şu anda ticari olarak piyasada bulunan sorbentlerin yüksek değerlere ulaşarak bu bölgelerin donmasını enhemen hemen hepsi polimerik malzemelerdir. En çok geller. Ve sonuçta, görünürde donmuş ancak içerisinde kullanılan polimerler polipropilen, polietilen veya poli donmamış mikrobölgeler içeren bir buz sistemi oluşur. üretanlar Polipropilen elyaflar, düşük yoğunluğu, az su Polimerizasyon reaksiyonları sadece donmamış mikroemmesi ve üstün fiziksel ve kimyasal dayanıklılığı nede bölgelerde ilerlemekte ve reaksiyon sonucu elde edilen niyle deniz sularından petrolün uzaklaştırılması amacıy polimerin oda sıcaklığına getirilmesi ile donmuş bölgela en çok kullanılan polimerlerdir. Bu tip polimerler ol lerdeki buz eriyerek malzeme içerisinde mikron boyutdukça etkin ve kapasiteleri oldukça yüksektir (>10 g/g), larında boşluklar oluşturmakta. Laboratuvarımızda yapılan deneysel çalışmalar soancak tekrar kullanılamıyorlar. Dolayısıyla, petrolün nucunda, kriyojelleşme tekniğini butil kauçuğunun uzaklaştırılmasında sonra bu sorbentlerin kendileri de benzendeki çözeltilerine uygulayarak petrol ve türevlebirer çevresel atık oluyor. rini emebilen süper emici özellikte sorbent malzemeler 1998 yılında İTÜ, Sabancı Üniversitesi ve TÜBİgeliştirildi. Donmuş durumdaki kauçuk çözeltilerinin TAK Marmara Araştırma Merkezi tarafından ortaklaşa kükürt monoklorür ile çapraz bağlanması sonucu içeriyürütülen araştırmalar sonucunda, butil kauçuğun yeni sinde 100 mikrometre boyutlarında boşluklar içeren kabir yöntemle çapraz bağlanması sağlandı ve bu şekilde petrol türevlerini tutabilen bir sorbent sentezlendi ve uçuk sorbentler elde edildi (Şekil 1). Üretilen kauçuk uluslararası patenti alındı [1, 2]. Ancak daha sonra ya sorbentlerinin bir gramı 2025 g mazot ve petrol veya 3038 g organik çözücü emebiliyor. Bu değerler literatür verileri ile karşılaştırıldığında en iyi sorbentlerin emiş kapasitelerine karşılık gelmektedir. Şekil 2'deki fotoğraflarda görüldüğü gibi, sorbentler az bir kuvvet altında sıkıştırıldığında emdikleri bu kirleticileri geri vermekte, tekrar petrol eklendiğinde sorbent kapasitesi değişmediğinden tekrar tekrar kullanılabilmektedir. 6 ay süresince yapılan denemeleri sonucu, petrol emdirilen ve ardından sıkıştırılarak emdiŞekil 2: 2oC'de üretilen sorbentin kuvvet altında emdiği petrolü kuvvet altında geri vermesi (a, ği petrolü uzaklaştırılan sorbenb, c), ve sıkıştırılmış sorbentin petrolü tekrar emişi (d, e, f). tin emme kapasitesinin değişmediği ve mekanik kuvvet etkisiyle parçalanmadığı gözlendi. Kauçuk sorbentinin dikkat çeken diğer bir özelliği ise; yüksek miktarda mazot, petrol veya organik çözücüyü 1 dakika içerisinde su yüzeyinden emebilmesi ve sıkıştırıldıktan sonra tekrar kullanıldığında emiş süresinde bir değişiklik olmamasıdır. Petrol sorbentinin su yüzeyinden petrolü defalarca emişi ve tekrar kullanılabilirliği ile ilgili filmler 4 no'lu kaynaktaki bağlantılardan izlenebilir. Butil kauçuk sorbentinin üretimi için gerekli hammaddelerin ve üretim maliyetinin oldukça düşük oluşu, bu sorbentin piyasaya kolaylıkla ve kısa bir zaman içerisinde çıkabileceğini gösteriyor. Ayrıca “petrol seçici sünger” olarak defalarca kullanılabilir oluşu, butil kauçuk sorbentinin bir sarf malzeme olmayacağını göstermekte. Yapılan buluş ile ilgili patent müracaatı 2007 yılı Mart ayında yapıldı ve ardından bulgular Amerikan Kimya Derneği tarafından çıkarılan “Macromolecules” dergisinin Aralık sayısında “Macroporous polyisobutylene gels: A Şekil 1: 2oC de üretilen petrol sorbentinin farklı bünovel tough organo yütmede taramalı elektron mikroskop (SEM) gel with superfast res görüntüsü. ponsivity” (Makrogözenekli poliizobutilen Patent müracaatı yapılan jelleri: Süper hızlı cevap bu yeni malzeme, deniz veren yeni dayanıklı bir suları ve atık sularından organojel) başlıklı bir makalede yayınlandı [5]. seçici olarak petrol ve Çalışmalar, TÜBİpetrol türevlerini çok hızlı TAK Çevre Atmosfer Yer olarak emiyor ve emdiği ve Deniz Bilimleri Araştırma Grubu (ÇAYDAG) bu kirleticileri mekanik tarafından desteklenen bir kuvvet altında kolay107Y178 TÜBİTAK Prolıkla bırakarak tekrar tekjesi kapsamında ve İTÜ rar kullanılabiliyor. KaFenEdebiyat Fakültesi Polimerik Jeller Araştıruçuk esaslı bu yeni sorma Laboratuvarı ile İTÜ bent malzeme içerisinde Gemi İnşaatı ve Deniz Bioluşturulan mikrometre limleri Fakültesi, Ekotoksikoloji Eğitim ve Araştırboyutlarındaki boşluklar, ma Laboratuvarının malzemeye süper emici (Prof. Dr. Oya S. Okay) bir özellik veriyor. işbirliği ile devam etmekte. Proje kapsamında, petrol sorbentlerinin kürecikler, membran, ve boru şekillerinde üretimi, Istanbul ve çevresinde seçilecek pilot bölgelerde uygulanması amaçlanmakta. Doğal su ortamlarına yayılan petrolün deniz organizmaları üzerindeki negatif etkileri bilinmektedir. Ortama giren bu kirleticiler besin zincirinin son basamağında olan insana uzanmakta ve halk sağlığı açısından da çok önemli bir tehdit oluşturmaktadır. Bu proje kapsamında yapılacak olan çalışmalarla geliştirilen sorbentin zehirlilik parametresinin uzaklaştırılmasındaki rolü de belirlenecektir. CBT 1084/7 28 Aralık 2007 Kaynaklar [1] Erman, B., Okay, O., Durmaz, S. Uluslararası patent WO0148042 (diğer patentler EP1265936, EP1265936, TR200201623T, ES2229814T, EA4535), 2001 [2] Okay, O., Durmaz, S., Erman, B., Macromolecules 33, 48224827 (2000) [3] Lozinsky, V.I., Russ. Chem. Rev., 71, 489 (2002). [4] http://www.kimya.itu.edu.tr/ookay/SORBENT.MPG ve http://www.kimya.itu.edu.tr/ookay/SORBENT1.avi [5] Ceylan, D., Okay, O. Macromolecules 40, 87428749 (2007) ÇEVRETEKNOLOJİ