Geri Dön

Perlit destekli manyetik nanoparçacıklar ile çok bileşenli bir sistemde uçucu organik bileşiklerin dinamik rekabetçi adsorpsiyon davranışının değerlendirilmesi

Evaluation of dynamic competitive adsorption behavior of volatile organic compounds in a multicomponent system by perlite supported magnetic nanoparticles

PDF İndir

  1. Tez No: 727831
  2. Yazar: RAHİME AÇİN OK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SİNAN KUTLUAY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Siirt Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 83

Özet

Uçuculuk, zehirlilik ve yayılma özelliklerine sahip uçucu organik bileşikler (UOB'ler) insan sağlığı ve eko-çevre için ciddi bir tehdit oluşturmaktadır. Birçok endüstriyel proses, çok bileşenli sistemler olarak ortaya çıkan UOB kirleticileri üretmektedir. Bu nedenle, UOB'lerin rekabetçi adsorpsiyonunun araştırılması pratik ve bilimsel öneme sahiptir. Bu tezde, UOB'ler olarak hedeflenen buhar fazındaki toluen, etilbenzen ve ksilenin yeni bir manyetik nano-adsorbent olarak geliştirilen perlit-destekli Fe3O4@SiO2@8-Hidroksikinolin-5-sülfonik asit (perlit-Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA) ile hem tek hem de çok bileşenli sistemlerde adsorpsiyon davranışı aydınlatılmıştır. Birlikte çökeltme yöntemiyle üretilen Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA nano-adsorbenti karakterize etmek için taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) ve Brunauer–Emmett–Teller (BET) analiz teknikleri kullanılmıştır. Tek bileşenli sistemde 30 mg/L giriş konsantrasyonunda toluen, etilbenzen ve ksilenin adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 546, 662 ve 710 mg/g olarak bulunmuştur. İki bileşenli sistemde 30 mg/L toluen + 15 mg/L etilbenzen ve 30 mg/L toluen + 15 mg/L ksilen giriş konsantrasyonlarında toluenin adsorpsiyon kapasitesi sırasıyla %42 ve %50 azalmıştır. Benzer şekilde, iki bileşenli sistemde 30 mg/L etilbenzen + 15 mg/L toluen ve 30 mg/L etilbenzen + 15 mg/L ksilen giriş konsantrasyonlarında etilbenzenin adsorpsiyon kapasitesi sırasıyla %27 ve %46 azalmıştır. Ayrıca, iki bileşenli sistemde 30 mg/L ksilen + 15 mg/L toluen ve 30 mg/L ksilen + 15 mg/L etilbenzen giriş konsantrasyonlarında ksilenin adsorpsiyon kapasitesi sırasıyla %16 ve %22 azalmıştır. Üç bileşenli sistemde rekabetçi adsorpsiyon kapasiteleri tek bileşenli sisteme göre daha düşük bulunmuştur. Toluen, etilbenzen ve ksilenin perlit-Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA nano-adsorbenti üzerine adsorpsiyon prosesinde kinetik davranışı değerlendirmek için reaksiyon temelli (psödo-birinci-derece ve psödo-ikinci-derece) ve difüzyon temelli (partikül içi difüzyon, Boyd film difüzyon ve kütle transfer) kinetik modeller kullanılmıştır. Perlit-Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA nano-adsorbenti, toluen, etilbenzen ve ksilen için sırasıyla %88,91, %88,07 ve %87,16 yeniden kullanım verimliliği sergilemiştir. Bunun yanı sıra, perlit-Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA nano-adsorbentin, literatürde bildirilen diğer adsorbentlere kıyasla önemli bir potansiyele sahip olduğu belirlenmiştir. Bu değerlendirmeler ışığında, yüksek adsorpsiyon kapasitesi ve yeniden kullanım verimliliği sergileyen perlit-Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA, UOB kirleticilerin verimli bir şekilde giderimi için umut verici bir nano-adsorbent olarak önerilmektedir. Ayrıca, bu tez kapsamında elde edilen bulgular, belirli bir adsorbent ile ilişkili olarak buhar fazındaki farklı UOB kirleticiler arasındaki karşılaştırmalı ve rekabetçi adsorpsiyon davranışının daha iyi anlaşılması için önemli bir kanıt niteliğindedir.

Özet (Çeviri)

Volatile organic compounds (VOCs) with volatility, toxicity and dispersal properties pose a serious threat to human health and the eco-environment. Many industrial processes produce VOC pollutants, which occur as multicomponent systems. Therefore, the investigation of competitive adsorption of VOCs is of practical and scientific importance. In this thesis, the adsorption behavior of toluene, ethylbenzene and xylene in the vapor phase targeted as VOCs by perlite-supported Fe3O4@SiO2@8-hydroxyquinoline-5-sulfonic acid (perlite-Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA) developed as a new magnetic nano-adsorbent in both single and multicomponent systems was elucidated. To characterize the perlite-Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA nano-adsorbent produced by the coprecipitation method, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and Brunauer–Emmett–Teller (BET) analysis techniques were used. The adsorption capacities of toluene, ethylbenzene and xylene were found to be 546, 662 and 710 mg/g, respectively, at an inlet concentration of 30 mg/L in the single-component system. In the two-component system, the adsorption capacity of toluene was decreased by 42% and 50% at inlet concentrations of 30 mg/L toluene + 15 mg/L ethylbenzene and 30 mg/L toluene + 15 mg/L xylene, respectively. Similarly, the adsorption capacity of ethylbenzene decreased by 27% and 46% at inlet concentrations of 30 mg/L ethylbenzene + 15 mg/L toluene and 30 mg/L ethylbenzene + 15 mg/L xylene, respectively, in the two-component system. In addition, the adsorption capacity of xylene decreased by 16% and 22% at inlet concentrations of 30 mg/L xylene + 15 mg/L toluene and 30 mg/L xylene + 15 mg/L ethylbenzene, respectively, in the two-component system. In the three-component system, the competitive adsorption capacities were found to be lower than in the single-component system. Reaction-based (pseudo-first-order and pseudo-second-order) and diffusion-based (intraparticle diffusion, Boyd film diffusion and mass transfer) kinetic models were used to evaluate the kinetic behavior in the adsorption process of toluene, ethylbenzene and xylene onto the perlite-Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA nano-adsorbent. The perlite-Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA nano-adsorbent exhibited reuse efficiencies of 88.91%, 88.07% and 87.16% for toluene, ethylbenzene and xylene, respectively. In addition, it was determined that the perlite-Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA nano-adsorbent has a significant potential compared to other adsorbents reported in the literature. In light of these evaluations, perlite-Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA, which exhibits high adsorption capacity and reuse efficiency, is suggested as a promising nano-adsorbent for the efficient removal of VOC pollutants. In addition, the findings obtained within the scope of this thesis are important evidence for a better understanding of the comparative and competitive adsorption behavior between different VOC pollutants in the vapor phase in relation to a particular adsorbent.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    626222

    Fate of pesticide in soil and photocatalytic degradation by perlite supported titanium dioxide

    Pestisitin toprakta dağılımı ve perlit destekli titanyum dioksit ile fotokatalitik bozunması

    EMMANUEL NGAHA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Kimya MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DİLEK DURANOĞLU DİNÇER

    PROF. DR. EMMANUEL GUILLON

  2. Tez No

    516047

    Döner yataklı plazma destekli kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile polimerik nanokaplamaların sentezi

    Synthesis of polymeric nano-coatings deposited by rotating bed plasma enhanced chemical vapor deposition

    MEHMET GÜRSOY

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Kimya MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA KARAMAN

  3. Tez No

    783503

    Nano hibrit kompozit bir CAD/CAM materyalinin klorheksidin diglukonat ile renklenmesi ve yüzey pürüzlülüğü üzerine farklı içeriğe sahip diş macunlarının etkisi

    The coloring of a nano hybrid composite CAD/CAM material with chlorhexidine digluconate and the effect of different kinds of toothpaste on surface roughness

    SEVGİ KARADUMAN

    Diş Hekimliği Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Diş HekimliğiAkdeniz Üniversitesi

    Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ULVİYE ŞEBNEM BÜYÜKKAPLAN

  4. Tez No

    533312

    Asimetrik kesitli profilin sıcak haddeleme üretim süreçlerinin simülasyon destekli tasarımı ve soğuma şartlarının ürün özelliklerine etkisi

    Simulation-aided design of hot rolling production processes of asymmetric sectioned profile and effect of cooling conditions on product properties

    MEHMET AKKAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Metalurji MühendisliğiManisa Celal Bayar Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. OSMAN ÇULHA

  5. Tez No

    382429

    Otomatik köklendirme sisteminde ortam neminin sensörlerle hassas kontrolü

    Precise control of computer controlled rooting system based sensor measurement

    MURAT ÇAĞLAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    ZiraatAdnan Menderes Üniversitesi

    Tarım Makineleri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SAADETTİN YILDIRIM

Geri Dön