Geri Dön

İleri oksidasyon yöntemleriyle boyar madde içeren sulu çözeltilerin yeni fotokatalitik elektrotlar ile arıtılabilirliğinin incelenmesi

Investigation of the treatability of dye containing aqueous solutions by advanced oxidation processes with novel photocatalytic electrodes

PDF İndir

  1. Tez No: 716681
  2. Yazar: ÇİSİL GÜLÜMSER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SEVİL VELİ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 207

Özet

Bu çalışmada, üç tekil ileri oksidasyon prosesi ve bunların hibrit uygulaması ile reaktif azo ve direkt oksazin tekstil boyalarının sulu çözeltiden giderimi renk ve toplam organik karbon (TOK) üzerinden incelenmiştir. Yanıt Yüzey Yöntemi (YYY) ile deneysel tasarım uygulanarak, her bir proses için belirlenmiş bağımsız değişkenlerin giderim verimleri üzerindeki etkileri araştırılmış ve optimum şartlar belirlenmiştir. Elektrooksidasyon ve fotokatalitik oksidasyon için Merkezi Kompozit Tasarım (MKT) tercih edilirken, elektro-Fenton ve hibrit proses için Box-Behnken Tasarımı (BBT) uygun bulunmuştur. Fotokimyasal oksidasyonda kullanılacak ve paslanmaz çelik üzerine kaplanacak fotokatalizörün belirlenmesi için Bulanık Aksiyomatik Tasarım (BAT) metodu uygulanmış ve beş farklı metal oksit arasından bizmut tungstat (Bi2WO6) uygun malzeme olarak seçilmiştir. Basit termal metotla sentezlenen Bi2WO6'nın en yüksek zeta potansiyeli pH 9'da ölçülmüş ve bu pH'ta paslanmaz çelik yüzeyine elektroforetik biriktirme ile kaplanmıştır. Belirlenen parametre seviyelerinde, elektrooksidasyon, elektro-Fenton ve hibrit proseslerde her iki boya için renk giderim verimleri %90'nın üzerinde gerçekleşmiştir. Ayrıca TOK giderimleri görece kısa sürelerde bu prosesler için %50'ye ulaşmıştır. Fotokimyasal oksidasyonda, UVC ile yüksek pH'ta çalışılan deneyler hariç renk giderimi düşük olmuş, TOK giderimi ise gözlenmemiştir. Elde edilen en yüksek TOK giderimleri sırasıyla elektrooksidasyon için %50 (azo) ve %61 (oksazin), elektro-Fenton için %47,5 (azo) ve %47 (oksazin), hibrit proses içinse %49 (azo) ve %67 (oksazin) olmuştur. Her iki boya için elektrooksidasyonda en etkin parametrenin süre iken, elektro-Fenton ve hibrit proseste pH olduğu gözlenmiştir. Hibrit proseste her iki boya için kinetik çalışmalar yapılmış olup, sistemin sözde birinci dereceden reaksiyon kinetiğine uyduğu gözlenmiştir. Bununla birlikte, elektrooksidasyon ile boyaların parçalanma yan ürünleri GC/MS ile analiz edilmiştir. Buna göre, muhtemel yan ürünler ve her iki boya için parçalanma basamakları önerilmiştir. Özellikle oksazin boyanın kısa sürede giderimi için hibrit prosesin oldukça etkili bir alternatif olduğu, kaplanan paslanmaz çelik elektrot ile iyi verimler elde edildiği görülmüştür.

Özet (Çeviri)

In this study, the removal of reactive azo and the direct oxazine textile dyes from aqueous solutions by three singular advanced oxidation processes (AOPs) and their hybrid application were examined in terms of color removal and total organic carbon (TOC). Applying the experimental design with Response Surface Method (RSM), the effects on the removal efficiencies of the designated independent variables for each process were investigated and optimum conditions were determined. While Central Composite Design (CCD) was preferred in electrooxidation and photocatalytic oxidation processes, Box-Behnken Design (BBD) was approved for electro-Fenton and hybrid processes. In order to determine the photocatalyst used in photochemical oxidation and coated on stainless steel, Fuzzy Axiomatic Design (FAD) method was applied, and bismuth tungstate (Bi2WO6) was selected as the suitable material among five different metal oxides. The highest zeta potential of Bi2WO6 synthesized by simple thermal method was measured at pH 9 and it was coated on the stainless steel surface by electrophoretic deposition at this pH. At the selected levels of the parameters, the color removal efficiencies were over 90% for both dyes in electrooxidation, electro-Fenton and hybrid processes. In addition, TOC removals reached 50% for these processes relatively in a short span of time. In photochemical oxidation, color removal was low, except for the experiments performed with UVC at high pH levels, and TOC removal was not observed. The highest TOC removals obtained were 50% (azo) and 61% (oxazine) for electrooxidation, 47.5% (azo) and 47% (oxazine) for electro-Fenton, 49% (azo) and 67% for hybrid process, respectively. While time was the most effective parameter in electrooxidation for both dyes, pH was the one observed in electro-Fenton and hybrid processes. Kinetic studies have been carried out for both dyes in the hybrid process and it has been observed that the system complies with the pseudo-first-order reaction kinetics. Furthermore, the degradation by-products of the dyes in the electrooxidation were analyzed with GC/MS. Accordingly, possible by-products and degradation steps for both dyes were suggested. The hybrid process was revealed as a prominent alternative, especially for the removal of oxazine dye in a short time, and convincing efficiencies were obtained with the coated stainless steel electrode.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    411622

    Foto-katalitik ve foto-fenton prosesleriyle boyar madde içeren sulu çözeltilerde renk ve koi gideriminin incelenmesi

    Investigation of colour and cod removal dye containing aqueous solutions foto-catalytic and photo-fenton processes

    YASİN AYTEPE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    KimyaNiğde Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İBRAHİM DEMİR

    YRD. DOÇ. DR. ECE ÜMMÜ DEVECİ

  2. Tez No

    673367

    Fe(III) çapraz bağlı aljinat-karboksimetil selüloz kompozit jel küreler ile malahit yeşili boyar maddesinin fotodegradasyonu

    Photodegradation of malachite green dye with Fe(III) crosslinked alginate-carboxymethyl cellulose composite gel beads

    DUYGU KARADENİZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA BEDİA BERKER

  3. Tez No

    415467

    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

    Türkçe

    2015

    Kimya MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YELİZ AŞÇI

  4. Tez No

    139379

    Degradability of synthetic dyestuff by acoustic cavitation: Impacts of system conditions and physical/chemical agents

    Sentetik boyar maddelerin akustik kavitasyonla indirgenmesi

    GÖKÇE TEZCANLI GÜYER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2003

    Çevre MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Çevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLSUN İNCE

  5. Tez No

    286241

    Catalytic ozonation of industrial textile wastewaters in a three phase fluidized bed reactor

    Boya içeren endüstriyel atık suların akışkan yataklı bir reaktörde katalitik ozonlama ile arıtılması

    DİDEM POLAT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. TÜLAY ÖZBELGE

Geri Dön