Destruction of acetic acid by using catalytic wet air oxidation and sonication and comparison of the obtained results
Asetik asitin katalitik ıslak hava ve ultrases ile oksidasyonunun karşılaştırmalı incelenmesi
- Tez No: 215953
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖNÜL GÜNDÜZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Asetik asit, Katalitik ıslak hava oksidasyonu, Platin, Paladyum, Rutenyum, Sonikasyon, Acetic acid, Catalytic wet air oxidation, Platinum, Palladium, Ruthenium, Sonication
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 141
Özet
Katalitik ıslak hava oksidasyonu (CWAO) ve ultrasonik bozunma, endüstriyel atık sulardaki toksik organik kirleticilerin uzaklaştırıldığı kullanışlı ileri oksidasyon teknikleridir. CWAO tekniğinde atık sudaki kirleticiler, heterojen bir katalizör varlığında, hava ya da saf oksijen kullanılarak CO2 ve/veya daha düşük molekül ağırlıklı bileşenlere oksitlenir. Ultrases ile bozunmada suda çözünmüş organik kirleticiler OH radikalleri ve/veya ısıl bozunma (piroliz) ile parçalanır.Bu yüksek lisans tezinde, asetik asitin katalitik ıslak hava oksidasyonu ve ultrases ile bozunması deneysel olarak çalışılmıştır.Bu çalışma iki bölüm halinde gerçekleştirilmiştir.İlk bölümde, sulu asetik asit çözeltisinin CWAO'nuna sıcaklık, kirleticinin başlangıç derişimi, katalizör cinsi, katalizör yüklemesi gibi parametrelerin etkisi çalışılmıştır. Bu amaçla ilk önce, ıslatarak emdirme yöntemi kullanılarak Al2O3, SiO2 ve TiO2 gibi farklı taşıyıcılar üzerinde Pt, Ru ve Pd katalizörleri hazırlandı. Hazırlanan bu katalizörler Azot Adsorpsiyonu, SEM, XRD ve IR ölçümleriyle karakterize edildi. Hazırlanan ve çalışmada kullanılan ticari katalizörler üzerinde katalitik aktivite çalışmaları yapılarak asetik asitin CWAO için en aktif katalizör belirlendi. Daha sonra, en aktif katalizör (Pt/SiO2-1) üzerinde parametrik çalışma yapılarak uygun kinetik model geliştirildi. Yapılan çalışmada asetik asit, ticari R86 katalizörü, SiO2 ve TiO2 taşıyıcılı Pt katalizörleri ve TiO2 taşıyıcılı Ru ve Pd katalizörleri üzerinde % 17-31'lik dönüşme aralığında ara ürünlerine oksitlendiği görüldü. CO2'ye minerilizasyon çok düşük oldu, (% 0.3-2.7). Asetik asitin katalitik ıslak hava oksidasyonunda ara ürün olarak okzalik ve formik asit tespit edildi.Çalışmanın ikinci bölümünde, asetik asitin ultrases ile bozunmasına ultrases frekansı ve gücü, kirleticinin başlangıç derişimi, çözeltiye doğal zeolit ilavesi ve ultrases dalga tipi gibi parametrelerin etkileri, Ultrasonik Banyo, Ultrasonik Reaktör ve Problu Sonikasyon Sistemi gibi üç farklı cihazda araştırıldı. Ayrıca, sonokimyasal bozunma için uygun kinetik model oluşturuldu. Asetik asit, üç farklı ultrases cihazı kullanarak, % 6.0- 58.4'lik dönüşme aralığında bozundurulabildi.İki yöntemle elde edilmiş sonuçlar yorumlanmış ve karşılaştırılmıştır.Bu çalışmada, suda çözünmüş asetik asitin oksitlenmesinde reaksiyon karışımının bileşimi alev iyonizasyon dedektörü kullanılarak gaz kromatograf ile belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Catalytic wet air oxidation (CWAO) and ultrasonic degradation are useful advanced oxidation techniques for treatment of industrial waste water by which the toxic organic pollutants are removed. In CWAO, organic pollutants in waste water are oxidized using air or pure oxygen to CO2 and/or to low molecular weight compounds in the presence of a heterogeneous catalyst. In the degradation by ultrasound, organic pollutants dissolved in water are degraded by oxidation with OH. radicals and/or thermal reaction.In this Msc Thesis, degradation of acetic acid (AA) was studied experimentally by catalytic wet air oxidation and ultrasound.This study was carried out in two parts;In the first part, the effects of parameters such as temperature, initial concentration of pollutant, catalyst type and loading on CWAO of aqueous solution of AA was studied at atmospheric pressure. For this purpose, firstly, Pt, Ru and Pd based catalysts with different supports such as Al2O3, SiO2 and TiO2 were prepared by using incipient wetness impregnation method. The prepared catalysts and commercial catalyst used in this study were characterized by nitrogen adsorption, SEM, XRD and IR measurements. After the activity screening studies on the catalysts, the most active catalyst for CWAO of AA was determined to be Pt catalyst supported on SiO2, Pt/SiO2-1. And then, parametric study was performed on the most selective catalyst and proper kinetic model was developed. Acetic acid was oxidized into intermediates with a conversion range of 17-31% over commercial Pt/Alumina catalyst (R86), platinum catalysts supported on TiO2 or on silicagel, ruthenium and palladium catalysts prepared on TiO2. Mineralization into CO2 was very small and ranged from 0.3 to 2.7 %. Intermediate products detected in CWAO of acetic acid were oxalic acid and formic acid.In the second part of the study, the effects of parameters such as ultrasound frequency, ultrasonic power, initial concentration of pollutant, addition of natural zeolite to the solution and type of ultrasonic waves on sonolytic degradation of acetic acid were searched in three different sonication systems (Ultrasonic Bath, Ultrasonic Reactor and Sonication System with Ultrasonic Probe). In addition, kinetic model for sonochemical degradation was established. Acetic acid could be degraded using ultrasound in a conversion range of 6.0-58.4 % with three different ultrasonic equipments used in the study.The results obtained from two techniques were interpreted and compared.In this study, the composition of reaction mixture in the oxidation of acetic acid dissolved in water was determined by gas chromatograph with flame ionization detector.
Benzer Tezler
- Hidrojen ayrıştırılması için sülfüre dayanıklı MOF kaplamalı PD bazlı yoğun metal membran geliştirilmesi
Development of PD-based dense metallic membrane with sulfur resistant MOF coated to separate hydrogen
SEVGİ KALKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GAMZE GÜMÜŞLÜ GÜR
- Degradation of acetic acid over iron containing ZSM-5 zeolite catalysts by heterogeneous fenton-like oxidation in the absence and presence of ultrasound
Asetik asitin Fe içeren zeolit katalizörler üzerinde ultrasessiz ve ultrasesli ortamda heterojen fenton tipi oksidasyon ile parçalanması
AYDIN CİHANOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL GÜNDÜZ
- Organik kimyasal maddelerinin kil zeminlerin permeabilitesi üzerindeki etkisi
The Effect of organic chemicals on the permeability of the clay soils
CENK HOŞCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGeoteknik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET SAĞLAMER
- Bazı reaktif boyarmaddelerinin farklı koşullardaki boyama özelliklerinin incelenmesi
Investigation the dyening properties of some reactive dyes at different conditions
HAKAN ISIYEL
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL ERSOY-MERİÇBOYU
- Deneysel olarak romatoid artrit modeli oluşturulmuş farelerde ganoderik asit a uygulamasının artrit parametreleri üzerine etkisi
The effect of ganoderic acid a application on arthritis parameters in experimentally induced rheumatoid arthritis model mice
AYŞENUR DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
FizyolojiSakarya ÜniversitesiFizyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA GÜZEL ERDOĞAN