Development of new heterogeneous catalysts for decomposition of orange II by catalytic wet peroxide oxidation in the presence and absence of ultrasound
Orange II boyar maddesinin ultrasesli ve ultrasessiz ıslak peroksit oksidasyonu ile bozunması için yeni heterojen katalizörler geliştirilmesi
- Tez No: 266050
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖNÜL GÜNDÜZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Katalitik oksitlenme, Katalizörler, Ultrasonik yöntemler, İyon değişimi, İyon değiştiriciler, Catalytic oxidation, Catalysts, Ultrasonic methods, Ion exchange, Ion exchanges
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, bir azo boyar madde olan Orange II (OII)' nun bozunmasına katalitik ıslak peroksit oksidasyonu (CWPO) ile sonikasyonun tek ve birlikte etkileri incelenerek, boyar madde (OII) içeren atık suların arıtımında etkin bir katalizör geliştirilmiş, optimum bozunma koşulları belirlenmiştir. Bunun yanında, iyon değişimi yöntemi ile Orange II giderimi incelenmiş ve kinetik çalışmalar gerçekleştirilmiştir.Çalışmanın birinci bölümünde, Orange II'nun ultrases ile oksidasyonu deneyleri, iki farklı ultrases deney düzeneğinde (ultrasonik problu sistem ve ultrasonik banyo) incelenmiştir. Orange II boyar maddesinin ultrases ile parçalanmasına ultrases gücü, ultrases frekansı, Orange II'nun başlangıç derişimi, sıcaklık ve H2O2 derişiminin etkileri araştırılmıştır. Yalnızca ultrases kullanılarak yapılan deneylerde 1 saat sonunda sırası ile maximum %2-3 ve %3-4 aromatik ve renk giderimleri elde edilmiştir.Devam çalışması olarak, farklı kimyasal bileşim ve kristal yapıda demir ve bakır içeren sentetik zeolit katalizörler hazırlanmış ve karakterizasyon çalışmaları yapıldıktan sonra hazırlanan katalizörler üzerinde sulu fazda Orange II boyar maddesinin peroksit oksidasyonu incelenerek bozunmaya zeolit yapısının, metal tipi ve miktarının, yüzey özelliklerinin etkileri araştırılmış, sıcaklık, pH, H2O2, katalizör miktarı ve katalizör kararlılığı gibi parametreler incelenmiştir. Sonuç olarak, IE-FeZSM-5 (42) ve IE-CuFeZSM-5 (42) katalizörleri sırası ile %84 ve %87.35 aromatik giderimi, %99.99 ve %99.99 renk giderimi ve %55 ve %93 Kimyasal Oksijen İhtiyacı (COD) giderimleri ile en aktif katalizörler olmuşlardır. Sonikasyon katkılı CWPO ile IE-FeZSM-5 (42) katalizörü için aromatik giderim %84'den %85.26'ya, renk giderimi %99.99'dan %98.44'e ve COD giderimi %55'den %99.6'ya değişmiştir.Çalışmanın ikinci bölümünde, bir bazik reçine (Lewatit MP500) kullanılarak Orange II giderimi incelenmiştir. Orange II giderimine Orange II başlangıç derişimi, akış hızı ve tuzluluğun etkileri incelenmiş ve giderimin kinetik analizi yapılmıştır. Çalışmalarda kısa sürede tam bir renk ve aromatik giderimi sağlanırken, giderimin Langmuir izotermine uygun olduğu, tepkimenin 1.mertebe ve hız belirleyici basamağın film difüzyonu olduğu tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, a process and new catalysts for the removal of Orange II from water and wastewaters are developed to understand individual and combined effects of ultrasound and catalytic wet peroxide oxidation and optimum process conditions were determined. In addition to these studies, Orange II removal was investigated by ion exchange method and kinetic studies were carried out.In the first part of the study, sonication experiments were conducted with two different ultrasonic systems (ultrasonic probe and ultrasonic bath). The effects of ultrasonic power, ultrasound frequency, initial dye concentration, temperature and H2O2 concentration over ultrasonic degradation of Orange II were studied. Maximum 2-3% and 3-4% organic removal and decolorization were obtained, respectively at the end of 1h sonication when ultrasound was used only.Then the catalytic wet peroxide oxidation experiments were carried out over Fe and Cu containing zeolites. At the beginning of this step, Fe and Cu containing zeolite catalysts were synthesized at different chemical compositions. Then these catalysts were characterized and then influence of the crystal structure, structural topology, metal nature and loading and surface properties of the Fe and Cu containing zeolites on the degradation of dye was studied. The effects of the parameters such as, pH, H2O2 concentration, temperature, catalyst amount and catalyst stability were investigated on degradation of dye. And with catalyst of IE-FeZSM-5 (42) and IE-CuFeZSM-5 (42), 84% and 87.35% organic removal, 99.99% and 99.99% decolorization and 55% and 93% chemical oxygen demand (COD) removal were achieved, respectively. Then, the combination of ultrasound irradiation with catalytic wet peroxide oxidation using Fe containing zeolite was studied and in the presence of IE-FeZSM-5 (42) catalyst, efficiency could be changed from 84% to 85.26% for organic removal, from 99.99% to 98.44% for decolorization and from 55% to 99.6% for COD removal.In the second part of the study, Orange II removal was studied by ion exchange resin. In this part, a strong base resin, Lewatit MP500, was used, its removal efficiency was determined for different initial dye concentrations, flow rates and in the presence of SO42- ion at column-mode sorption studies. Kinetic studies were carried out at batch-mode sorption studies. Perfect dye removal was obtained by ion exchange resin and the reaction order was found as first-order with a rate determining step of film diffusion. Langmuir isotherm was the most suitable one.
Benzer Tezler
- Biomass valorization for the production of value-added chemicals and bio-fuels
Başlık çevirisi yok
ATIF EMRE DEMET
Doktora
İngilizce
2017
KimyaUnıversıta' Deglı Studı Dı MessınaProf. SIGLINDA PERATHONER
Prof. FRANCESCO DI RENZO
- Cu ve CuNi nanopartiküllerinin çözelti yanma senteziyle üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterisation of Cu and CuNi nanoparticles with solution combustion synthesis
MUSTAFA ÇAĞRI ALTINBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ŞEREF SÖNMEZ
- Model katalizör yüzeylerde gerçekleşen katalitik reaksiyonların ve yüzey elektronik yapılarının kapsamlı çalışılması
Model katali̇zör yüzeylerde gerçekleşen katali̇ti̇k reaksi̇yonlarin ve yüzey elektroni̇k yapilarinin kapsamli çalişilmasi
ALİ ŞEMS AHSEN
- Yeşil hidrojen üretimi için yeni sinerjistik nanokatalizörlerin geliştirilmesi ve katalitik performanslarının belirlenmesi
Development of new synergistic nanocatalysts for green hydrogen production and determination of their catalytic performance
RAZAN ANWAR FAHMI HAMDAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL
- Onkolitik ilaç aktif maddesi ibrutinib için yeni sentez yöntemi geliştirilmesi
Development of new synthetic method for oncolitic active pharmaceutical ingredient ibrutinib
BÜŞRA ÖZTÜRK AYDIN