Degradation of reactive yellow 84 (RY 84) by the ultrasound assisted photo-fenton like process with Fe/TiO2 and Fe/TiO2–Ce catalysts
Fe/TiO2 ve Fe/TiO2–Ce katalizörler üzerinde ultrases destekli foto-fenton tipi reaksiyon ile reactive yellow 84 (RY 84)'ün parçalanması
- Tez No: 405264
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖNÜL GÜNDÜZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 189
Özet
Bu çalışmada, heterojen Fenton prosesinin ultrases (US) varlığında fotokatalizle kombinasyonu olan ve sonofotoFenton prosesi olarak adlandırılan bir hibrit proses, suda çözünmüş Reactive Yellow 84 (RY 84)'ün, farklı miktarlarda demir içeren Fe/TiO2 ve TiO2-Ce katalizörleri varlığında bozunmasında kullanılmıştır. Katalizörler sol-jel ve ıslak emdirme yöntemleri ile hazırlanmış ve XRD, SEM, FTIR, Azot adsorpsiyonu, UV-Vis DRS ve ICP-AES ölçümLeri ile karakterize edilmiştir. Hazırlanan katalizörler RY 84'ün sonofotoFenton oksidasyonu ile bozunmasında test edilerek renk giderimi ve mineralizasyonu açısından en iyi katalizör belirlenmiştir. Islak emdirme yöntemi ile hazırlanan ve 300°C'de kalsine edilen, kütlece %1 demir içeren demir titandioksit ((1%Fe/TiO2 (IW) 300°C) katalizörü en iyi katalizör olarak bulunmuştur. Katalizör, UV, US ve H2O2 ile ileri oksidasyon tekniklerinin tekli, ikili ve üçlü kombinasyonlarının RY 84 bozunması üzerindeki etkileri çalışılmıştır. 1%Fe/TiO2 (IW) 300°C katalizör ile parametrik çalışma yapılarak, RY 84'ün bozunmasına, H2O2 miktarı, çözelti başlangıç pH'ı, başlangıç boya derişimi, sıcaklık, katalizör yüklemesi ve US gücü gibi parametrelerin etkileri araştırılmıştır. Katalizör kararlılığı ve yeniden kullanımı incelenmiştir. Optimum bozunma koşulları: 25 mg/L RY 84 çözeltisi, 0.5 g/L katalizör, 5 mM H2O2, 25°C sıcaklık, 4W+4W UV-C lambası ve 40 W ultrases gücü olarak belirlenmiştir. RY 84'ün renk giderimi birinci mertebe kinetiğe uymakta olup aktivasyon enerjisi 20.7 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Belirlenen optimum koşullarda, sonofotoFenton prosesi ile 45 dakikalık oksidasyon sonunda tam bir renk giderimi sağlanmış, %55'lik COD ve %38'lik TOC giderimi elde edilmiştir. Reaksiyona 120 dakika sonuna kadar devam edildiğinde COD giderimi %90'a, TOC giderimi %57'ye ulaşmıştır. Aynı optimum koşullarda RY 84'ün UV+katalizör+H2O2 kombinasyonu ile parçalanması çalışıldığında 45 dakikalık oksidasyon sonunda tam bir renk giderimi sağlanmış, %62'lik COD ve %48'lik TOC giderimi elde edilmiştir. Reaksiyona 120 dakika sonuna kadar devam edildiğinde COD giderimi %87'ye ulaşmış ancak TOC giderimi değişmemiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, a hybrid process which is a combination of heterogeneous Fenton Process with Photocatalysis in the presence of ultrasound (US),“Heterogeneous SonophotoFenton Process”, was used to degrade Reactive Yellow 84 (RY 84) dissolved in water by using TiO2 and TiO2-Ce catalysts containing iron. The catalysts were prepared by sol-gel and incipient wetness impregnation methods and characterized by XRD, SEM, FTIR, Nitrogen adsorption, UV-Vis DRS and ICP-AES measurements. The catalysts were tested in the sonophotoFenton degradation of RY 84 in order to determine the most effective catalyst for decolorization and mineralization of RY 84. The TiO2 catalyst containing 1% (in weight) iron, prepared by incipient wetness impregnation technique and calcined at 300°C (1%Fe/TiO2 (IW) 300°C) was found to be the most effective catalyst. The effect of individually, binary and ternary combinations of advanced oxidation techniques including catalyst, UV, US and H2O2 were studied on the degradation of RY 84. Parametric study of sonophotoFenton process was carried out over 1%Fe/TiO2 (IW) 300°C catalyst and the effects of H2O2 concentration, initial pH of solution, initial dye concentration, temperature, catalyst amount and ultrasonic power were studied on the degradation of dye. Stability and recycling of the catalyst were investigated. Optimum degradation conditions for the sonophotoFenton process were determined as, 25 mg/L of RY 84 solution, 0.5 g/L of catalyst, 5 mM of H2O2, a temperature of 25°C, 4W+ 4W UV-C lamp and 40 W of ultrasonic power. Decolorization of RY 84 obeyed first order kinetics with an activation energy of 20.7 kJ/mol. At the obtained optimum conditions, with the sonophotoFenton oxidation of RY 84 almost complete color removal (99%), 55% COD, and 38% TOC reductions were obtained after 45 min of oxidation. At the end of the 120 min of oxidation, COD and TOC reductions increased to 90% and 57%, respectively. At the same conditions with the UV+catalyst+H2O2 oxidation of RY 84, it was possible to achieve almost complete (99%) color removal, 62% COD reduction, and 48% TOC reduction after 45 min of reaction. After 120 min COD reduction increase to 87%, however, TOC reduction remained constant after 45 min with combined system of UV+catalyst+H2O2.
Benzer Tezler
- Bazı reaktif boyar maddelerin ileri oksidsasyon yöntemleriyle parçalanmasının incelenmesi
Investigation of the degradation of some reactive dyes by using advanced oxidation techniques
AYŞE ÖZLEM YILDIRIM
- Heterojen fenton prosesi ile sentetik atıksudan Reactive Yellow 15 boyar madde gideriminin parametrik ve istatistiksel incelenmesi
Parametric and statistical investigation of Reactive Yellow 15 dye removal from synthetic wastewater with heterogeneous fenton process
MERVE ÇAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YELİZ AŞÇI
- Reaktif sarı 145 azo boyar maddesinin ve 2,4-diklorofenoksiasetik asit pestisitinin yüksüz nano demir, fenton ve foto-fenton prosesleri ile karşılaştırmalı giderilmesi
Comparision of degradation activities of azodye reactive yellow 145 and pesticide 2,4 diklorophenoxyaceticacid by nanoscale zero valent iron, fenton and photo-fenton process
FATMA MIDIK
- İleri oksidasyon prosesleri ile tekstil boyar maddelerinin ve tekstil atık sularının arıtılması
The treatment of textile dye and textile wastewaters with advanced oxidation processes
ZEYNEP EREN
Doktora
Türkçe
2009
Mühendislik BilimleriAtatürk ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLSUN H. İNCE
YRD. DOÇ. DR. FİLİZ NURAN ACAR
- Reaktif boyar maddelerin tekli ve ikili karışımlarının fotokatalitik degradasyon yöntemi ile sulu çözeltilerden gideriminin incelenmesi
Determation of removal single and binary reactive dyes from liquid media by using photocatalytic degradation method
FATMANUR YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiFırat ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLBEYİ DURSUN