Geri Dön

Preparation of natural zeolite supported TiO2 composites for removal of terephthalic acid

Tereftalik asidin giderimi için doğal zeolit taşıyıcılı TiO2 kompozitlerinin hazırlanması

  1. Tez No: 371868
  2. Yazar: ÖZGÜN DELİİSMAİL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SEHER FEHİME ÇAKICIOĞLU ÖZKAN, PROF. DR. ŞERİFE ŞEREF HELVACI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    İngilizce

    2002

    Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SELAHATTİN YILMAZ

    PROF. DR. LEVENT ARTOK

  2. Gözenekli destekler üzerinde zeolit kaplamaların hazırlanması ve karakterizasyonu

    The Preparation and characterization of zeolite a coatings on prous support

    FİLİZ ÖMEROĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1995

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. AYŞE ŞENATALAR ERDEM

  3. Preparation of zeolite 4A membranes on porous stainless steel substrates

    Gözenekli paslanmaz çelik disk destekli zeolit 4A membranlarının hazırlanması

    KERİM ÖNER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2004

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. AYŞE ERDEM ŞENATALAR

  4. Zeolit RHO katkılı matrimid® 5218 membranlarla gaz ayırımı

    Gas separation with matrimid® 5218/zeolite RHO membranes

    BETÜL GAMZE ERTEKİN SURAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÇİĞDEM ORAL

  5. 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

    Türkçe

    2012

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSNÜ ATAKÜL