Preparation of natural zeolite supported TiO2 composites for removal of terephthalic acid
Tereftalik asidin giderimi için doğal zeolit taşıyıcılı TiO2 kompozitlerinin hazırlanması
- Tez No: 371868
- Danışmanlar: PROF. DR. SEHER FEHİME ÇAKICIOĞLU ÖZKAN, PROF. DR. ŞERİFE ŞEREF HELVACI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Bu çalışma kapsamında polimer, boya, ilaç gibi birçok endüstrinin ortak artığı olan tereftalik asidin (TPA) gün ışığında fotokatalitik bozundurulması kapsamında kullanılacak olan zeolit taşıyıcılı TiO2 kompozitlerinin üretimi ve TPA adsorpsiyonundaki etkinliklerinin incelenmesi öngörülmüştür. Çalışmanın ilk aşamasında doğal zeolit tüfü modifikasyon işlemlerine tabi tutulmuş olup bu modifikasyonla zeolit tüfü yapısında meydana gelen değişiklikler taramalı elektron mikroskobu, kimyasal analiz, x-ışını kırınımı ve yüzey alanı ölçümleri gibi bir takım karakterizasyon yöntemleri ile izlenmiştir. Yapılan karakterizasyon çalışmaları sonucunda doğal zeolit tüfünün klinoptilolitçe zengin düşük kalsiyum silikat olduğuna karar verilmiştir. Saflaştırılan ve karakterize edilen bu klinoptilolitlerin üzerine, karanlık ortamda TPA adsorpsiyonu gerçekleştirilmiştir. Bu adsorpsiyon işlemi, farklı adsorban ve miktarlarında (0.2-1.5 g/l) TPA konsantrasyonları (20-60 ppm) değiştirilerek gerçekleştirilmiştir. Adsorban miktarının, başlangıç TPA konsantrasyonun, parçacık büyüklüğünün ve TiO2 kaplamasının TPA adsorpsiyonuna etkileri incelenmiştir. Adsorbanların gözenek büyüklükleri ile TPA molekülleri kıyaslandığında TPA moleküllerinin gözeneklere adsorblanması mümkün değildir. Adsorban miktarı arttıkça toplam adsorblanan miktar etkilenmemiş ve birim adsorban başına adsorblanan TPA miktarında ciddi bir düşüşe sebebiyet vermiştir. Bu düşüşün sebebi, TPA tanecik boyutunun adsorban gözeneklerinden çok daha büyük olması, adsorban-su molekülleri etkileşiminin daha fazla olması ve tereftalik asidin katman olarak adsorblanmış olabileceği olarak yorumlanabilir. Adsorpsiyon çalışmalarında elde edilen veriler teorik difüzyon (Weber-Morris modeli, Difüzyon modelleri: iç/dış direnç) ve reaksiyon modellerine (birinci mertebe reaksiyon modeli ve yalancı ikinci mertebe reaksiyon modeli) uygulanmıştır. Bütün adsorban tipleri için birinci mertebe reaksiyon modeli uygun model olarak görülmüştür. Klinoptilolit ve klinoptilolit taşıyıcılı TiO2 kompozitlerinde iç direnç tek başına hız sınırlayıcı basamak olmayıp dış direnç de TPA adsorpsiyonunda önemli bir rol almaktadır. Bu durum Biot sayısı ve Weber-Morris hesaplamalarında da görülmüştür.
Özet (Çeviri)
This study focuses on the preparation of natural zeolite supported TiO2 composites for the removal of model pollutant, terepththalic acid (TPA) via sorption. Natural zeolite was purified and used to prepare natural zeolite supported TiO2 adsorbents. Prior to sorption, the adsorbents were characterized by Scanning Electron Microscopy, Volumetric Adsorption Instrument, X-ray Diffractometer, Fourier Transformer Infrared, Induced Coupled Plasma Atomic Emmision Spectroscopy, and Thermal Gravimetric Analyzer. It was deduced that natural zeolite was clinoptilolite rich low (Ca) silicate. The sorption studies of TPA on adsorbents were applied in dark conditions at room temperature by altering adsorbent amount (0.2-1.5 g/l) and initial TPA concentration (20-60 ppm). It was observed that the amount of adsorbed TPA per unit mass of adsorbent decreased with increasing adsorbent amount, and sorption percent was unchanged (about 72%). This can be explained by the affinity of adsorbents to water molecules more than TPA molecules. Much more number of TPA molecules was allocated on the clinoptilolite than TiO2 composites. Sorption mechanism was identified by fitting the kinetic data to diffusion (Weber-Morris model, intraparticle/external diffusion) and reaction models (First order and pseudo second order model). First order reaction model was well correlated to experimental data for sorption process. Comparing pore size of the adsorbents to molecular size of TPA indicates that main contribution to intraparticle diffusion was the intercrystalline diffusion. Intraparticle diffusion was not the sole rate-limiting step due to the existence of external resistance. Biot and Weber-Morris calculations corroborated these results. In the future, photocatalytic performance of these adsorbents will also be tested.
Benzer Tezler
- Investigation of catalytic activity and selectivity of Pd and Ni loaded clinoptilolite rich natural zeolite for citral hydrogenation
Sitral hidrojenasyonu için Pd ve Ni yüklü klinoptilolitçe zengin doğal zeolitlerin aktivite ve seçiciliklerinin araştırılması
ŞULE UÇAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SELAHATTİN YILMAZ
PROF. DR. LEVENT ARTOK
- Gözenekli destekler üzerinde zeolit kaplamaların hazırlanması ve karakterizasyonu
The Preparation and characterization of zeolite a coatings on prous support
FİLİZ ÖMEROĞLU
- Preparation of zeolite 4A membranes on porous stainless steel substrates
Gözenekli paslanmaz çelik disk destekli zeolit 4A membranlarının hazırlanması
KERİM ÖNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AYŞE ERDEM ŞENATALAR
- Zeolit RHO katkılı matrimid® 5218 membranlarla gaz ayırımı
Gas separation with matrimid® 5218/zeolite RHO membranes
BETÜL GAMZE ERTEKİN SURAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇİĞDEM ORAL
- Fischer Tropsch sentezi için zeolit destekli demir katalizörlerin geliştirilmesi
Development of zeolite supported iron based catalysts for Fischer Tropsch synthesis
BETÜL GÜRÜNLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ ATAKÜL