Synthesis, characterization and use of supramolecular catalysts in photocatalytic oxidation of sulfamethazine
Supramoleküler katalizatörlerin sentezi, karakterizasyonu ve sülfametazinin fotokatalitik oksidasyonunda kullanımı
- Tez No: 763560
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLİN ERSÖZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Bu tez çalışmasının başlıca amacı, supramoleküler katalizatörler kullanarak veteriner antibiyotiklerin foto Fenton benzeri oksidasyonu ile sudan uzaklaştırılmasıdır. Tez çalışması kapsamında perilen diimid (PDI) üzerine çeşitli metaller emdirilerek dört çeşit supramoleküler katalizör sentezlenmiş ve model veteriner antibiyotik olarak seçilen sulfametazin gideriminde sergiledikleri fotokatalitik performanslar incelenmiştir. Sentezlenen supramoleküler katalizörler SEM, XRD, ve BET analizleri ile karakterize edilmiştir. Katalizör seçimi deneylerinde Fe-PDI ve Cu-PDI katalizörlerin süfametzain oksidasyonunda en etkili olduğu belirlenmiştir. Seçilen supramoleküler katalizörler (Fe-PDI ve Cu-PDI) varlığında reaksiyon parametrelerinin interaktif etkilerinin incelendiği parametrik çalışmalar yapılmıştır. Parametrik çalışma deney planları Minitab17 programı ve Box-Behnken tasarımı yanıt yüzey yöntemi kullanılarak oluşturulmuştur. Parametrik çalışmalarda optimum fotokatalitik oksidasyon koşulları belirlenmiş ve optimum koşullarda kinetik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Fe-PDI kullanılarak yapılan parametrik çalışmada optimum koşullar 0.45 g/L katalizör yüklemesi, pH 3 ve 6.46 mM hidrojen peroksit başlangıç derişimi olarak belirlenmiş ve optimum koşuular altında %91,8 farmasötik madde giderimi sağlanmıştır. Cu-PDI katalizör varlığında 1 g/L katalizör yüklemesi, pH 7 ve 7.88 mM hidrojen peroksit başlangıç derişimi olarak belirlenen optimum koşullarda % 80,5 sülfametazin giderimi elde edilmiştir. FePDI ve Cu-PDI supramoleküler katalizörler kullanılarak gerçekleştirilen kinetik çalışmalarda sülfametazin degradasyonunun ikinci dereceden reaksiyon hız modellerine uygun olduğu tespit edilmiştir. Fe-PDI katalizör varlığında aktivasyon enerjisi 11.3 kJ/mol olarak hesaplanırken Cu-PDI katalizör varlığında aktivasyon enerjisi 27.3 kJ/mol olarak bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
The main aim of this thesis study is the removal of veterinary antibiotics from water by photo Fenton-like oxidation using supramolecular catalysts. Within the scope of the thesis study, four types of supramolecular catalysts were synthesized by impregnating various metals on perylene diimide (PDI) and their photocatalytic performances in the removal of sulfamethazine, which was chosen as a model veterinary antibiotic, were investigated. The synthesized supramolecular catalysts were characterized by SEM, XRD, and BET analyses. In the catalyst screening experiments, Fe-PDI and Cu-PDI catalysts were found to be more successful than others in oxidation of sufametzaine. Parametric studies were carried out to investigate the interactive effects of reaction parameters in the presence of selected supramolecular catalysts (Fe-PDI and Cu-PDI). The experimental plans of the parametric studies were formed using the Minitab17 program and the Box-Behnken design as a response surface method. The optimum photocatalytic oxidation conditions were determined in the parametric studies and kinetic studies were performed under optimum conditions. In the existence of Fe-PDI catalyst, optimum conditions were determined as 0.45 g/L catalyst loading, pH 3 and 6.46 mM initial hydrogen peroxide concentration, and, 91.8% pharmaceutical removal obtained under optimum conditions. In the presence of Cu-PDI catalyst, 80.5% sulfamethazine removal was obtained under the optimum conditions which were determined as 1 g/L catalyst loading, pH 7 and 7.88 mM initial hydrogen peroxide concentration. In the kinetic studies using FePDI and Cu-PDI supramolecular catalysts, it was determined that the degradation of sulfamethazine fit to second order reaction rate model. Activation energy was calculated as 11.3 kJ/mol in the presence of Fe-PDI catalyst whereas the activation energy was evaluated as 27.3 kJ/mol in the presence of Cu-PDI catalyst.
Benzer Tezler
- İyon seçici sol-jel film sentezi ve optik sensör olarak kullanmı
Ion selective sol-gel film synthesis and usage as optical sensor
MERVE UMUTLU
- Polimer destekli terpiridin-PD katalizörlerinin sentezi, karakterizasyonu, heck ve suzuki reaksiyonlarında kullanımı
Synthesis, characterization and use of polymer supported terpyridine-PD catalysts in heck and suzuki reactions
İMREN ÖZCAN
- Triarilpiridin grupları içeren ftalosiyaninlerin sentezi, fotofiziksel ve elektrokimyasal karakterizasyonu
Synthesis, photophysical and electrochemical characterization of phthalocyanine containing triarypyride groups
NAGİHAN BEBEK
- Synthesis and characterization of cucurbituril based photoactive multifunctional assemblies
Kükürbitüril tabanlı çok işlevli fotoaktif yapıların sentezi ve karakterizasyonu
AHMET KOÇ
Doktora
İngilizce
2019
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DÖNÜŞ TUNCEL
- Farklı diamin türevi ligandlar ile disiyanamid içeren Cu(II) ve Ni(II) komplekslerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of dicyanamide containing Cu(II) and Ni(II) complexes with different diamine derivative ligands
İLKAY ERDURMAZLI
