Diklofenak gideriminde grafitik karbon nitrür kompozitlerinin fotokatalitik performansı
Photocatalytic performance of graphitic carbon nitride–based composites for diclofenac degradation
- Tez No: 1001276
- Danışmanlar: PROF. DR. FERYAL AKBAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Diklofenak, dünya genelinde ağrılı hastalıkların tedavisinde yaygın olarak kullanılan bir nonsteroid antiinflamatuvar ilaçtır. Çevresel ortamlarda küresel ölçekte tespit edilmesi ve çeşitli organizmalar üzerinde potansiyel toksik etkilere sahip olması nedeniyle diklofenak, yeni ortaya çıkan çevresel kirleticiler arasında yer almaktadır. Bu tez çalışmasında, diklofenak gideriminde kullanılmak üzere g-C3N4 , BiVO4/g-C3N4 ve ZnO/g-C3N4 fotokatalizörleri sentezlenmiş ve söz konusu fotokatalizörlerin fotokatalitik performansları UVA ışık kaynağı altında sistematik olarak incelenmiştir. Sentezlenen fotokatalizörlerin yapısal, morfolojik ve yüzey özellikleri; X-ışını kırınımı (XRD), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), özgül yüzey alanı ölçümü (BET), taramalı elektron mikroskobu (SEM-EDS) ve fotolüminesans (PL) spektroskopisi teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Fotokatalitik bozunma sürecinde, sentezlenen tüm fotokatalizörler için pH, kirletici konsantrasyonu ve katalizör dozu etkili parametreler değerlendirilmiştir. Fotokatalizörler arasında en yüksek diklofenak giderim verimliliği, BiVO4/g-C3N4 fotokatalizörü kullanılarak elde edilmiş olup; 4 g/L katalizör dozu, 20 mg/L diklofenak konsantrasyonu ve pH 7 koşullarında %78,37 giderim verimliliğine ulaşılmıştır. Ayrıca, BiVO₄/g-C₃N₄ fotokatalizörü ile diklofenak gideriminin artırılması amacıyla peroksimonosülfatın (PMS) farklı konsantrasyonları sisteme ilave edilmiş ve oluşan sinerjik etkiler incelenmiştir. PMS ilavesinin diklofenak giderim verimini belirgin şekilde artırdığı gözlemlenmiş olup, en yüksek giderim verimliliği 2 g/L BiVO4/g-C3N4 ve 2 mM PMS koşullarında %85,83 olarak belirlenmiştir. BiVO4/g-C3N4 fotokatalizörünün tekrar kullanılabilirliği beş ardışık tekrar boyunca test edilmiş ve diklofenak bozunma sürecinde yüksek yapısal kararlılık ve performans sürekliliği sergilediği tespit edilmiştir. Fotokatalitik bozunma mekanizmasında rol oynayan aktif türlerin belirlenmesi amacıyla askorbik asit (AC), etilendiamintetraasetik asit (EDTA) ve izopropil alkol (IPA) sırasıyla süperoksit radikali (•O₂⁻), boşluklar (h⁺) ve hidroksil radikali (•OH) için tutucu olarak kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, diklofenak bozunma sürecinde başlıca reaktif türlerin boşluklar (h⁺) ve süperoksit radikalleri (•O2⁻) olduğunu ortaya koymuştur. Sonuç olarak, elde edilen bulgular doğrultusunda BiVO4/g-C3N4 fotokatalizörünün, farmasötik kökenli kirleticilerin giderimi için çevre dostu ve etkili bir katalizör olarak değerlendirilebileceği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Diclofenac is a nonsteroidal anti-inflammatory drug widely used worldwide for the treatment of painful and inflammatory diseases. Due to being widely detected in various environmental compartments on a global scale and its potential toxic effects on various organisms, classified as an emerging environmental contaminant. In this thesis, g-C3N4, BiVO4/g-C3N4, and ZnO/g-C3N4 photocatalysts were synthesized for the removal of diclofenac, and their photocatalytic performances were systematically investigated under UVA irradiation. The structural, morphological, and surface properties of the synthesized photocatalysts were characterized using X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface area analysis, scanning electron microscopy with energy-dispersive spectroscopy (SEM-EDS), and photoluminescence (PL) spectroscopy. During the photocatalytic degradation process, the effects of operational parameters, including pH, pollutant concentration, and catalyst dosage, were evaluated for all synthesized photocatalysts. Among them, the BiVO4/g-C3N4 photocatalyst exhibited the highest diclofenac removal efficiency, achieving 78.37% degradation at a catalyst dosage of 4 g/L, an initial diclofenac concentration of 20 mg/L, and pH 7. Furthermore, to enhance diclofenac degradation, different concentrations of peroxymonosulfate (PMS) were introduced into the BiVO4/g-C3N4 photocatalytic system, and their synergistic effects were examined. The addition of PMS significantly improved the diclofenac removal efficiency, with the maximum degradation efficiency of 85.83% obtained at 2 g/L BiVO4/g-C3N4 and 2 mM PMS. Reusability tests conducted over five consecutive cycles demonstrated that the BiVO4/g-C3N4 photocatalyst possessed high structural stability and sustained photocatalytic performance during the diclofenac degradation process. In order to determine active species, experiments were carried out using ascorbic acid, ethylenediaminetetraacetic acid and isopropyl alcohol as scavengers for superoxide radicals (•O₂⁻), photogenerated holes (h⁺), and hydroxyl radicals (•OH), respectively. The results revealed that photogenerated holes (h⁺) and superoxide radicals (•O2⁻) were the dominant reactive species responsible for diclofenac degradation. In conclusion, the findings of this study indicate that the BiVO₄/g-C₃N₄ photocatalyst is an environmentally friendly and efficient candidate for the removal of pharmaceutical contaminants from aqueous environments.
Benzer Tezler
- Ppy ve Ppy/Zeolit'in sentezi karakterizasyonu ve diklofenak ilaç etkin maddesinin gideriminde kullanımı
Synthesis characterization of Ppy and Ppy/Zeolite and usage in the removal of diclofenac
İREM ECENUR ÇİMLEK
- Kentsel atıksulardan uzun süreli ozonlama ile KOİ, diklofenak giderimi ve kısmi nitrifikasyon
Removal of COD and diclofenac, and partial nitrification in municipal wastewater via extended ozonation
BURKAY KÖKNAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. İZZET ÖZTÜRK
- Yeni bir gıda atığı kullanarak sulu çözeltiden biyosorpsiyon metoduyla bazı kirliliklerin giderimi
Use of a novel food waste for the removal of some pollutants from aqueous solution by biosorption method
KUBRA KORKMAZ
- Bazı tıbbi kimyasalların aerobik sistemlerde farklı işletim koşullarında gideriminin incelenmesi
The examination of some pharmaceutical compounds removal in aerobic systems under different operating conditions
AYŞE ERKUŞ
Doktora
Türkçe
2012
Çevre MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT BAŞIBÜYÜK
- Mikrokirleticilerin çevresel etkileri ve giderim yöntemlerinin sürdürülebilirlik açısından araştırılması
Investigation of environmental effects of micropollutants and its removal in frame of sustainability
SEVDE ÜSTÜN ODABAŞI
Doktora
Türkçe
2019
Çevre MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANİFE BÜYÜKGÜNGÖR