Geri Dön

Photocatalytic oxidation efficiency of titanium dioxide in hard waters

Sert sularda titandioksidin fotokatalitik oksidasyon verimi

  1. Tez No: 76586
  2. Yazar: EBRU KARABACAKOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MİRAY BEKBÖLET
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Fotokatalitik, Oksitlenme, Su sertliği, Titanyum dioksit, Photocatalytic, Oxidation, Water hardness, Titanium dioxide
  7. Yıl: 1998
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Çevre Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Biyolojik olarak ayrışamayan maddelerin içme ve atıksu arıtimında giderimi giderek önem kazanmaktadır. Biyolojik olarak ayrışamayan organik maddelerin en önemlileri arasında klorlama sırasında trihalometan gibi kanserojen dezenfeksiyon yan ürünlerinin oluşumuna neden olan humik asitler yer alır. Geleneksel arıtma yöntemlerinin karmaşık ve pahalı olmalarından dolayı, ileri oksidasyon teknikleri humik asit gideriminde alternatif olarak uygulanabilir. Dolayısıyla, titandioksit gibi yarı iletken oksitler kullanılarak yürütülen fotokatalitik parçalanma prosesleri giderek önem kazanmaktadır. Bu yöntem, seçici olmayan ve en kuvvetli oksidan olan hidroksil radikalinin oluşturulması prensibine dayanır. Bu çalışmada, doğal su ortamlarının humik asitlerin fotokatalitik olarak parçalanması üzerine olan etkileri incelenmiştir. Sertlik, her doğal su kaynağında kaçınılmaz olduğu için, reaksiyonlar sertliğe sebep olan kalsiyum ve magnezyum iyonları varlığında yürütülmüştür. Fotokatalizör olarak titandioksit ve ışık kaynağı olarak da siyah ışıklı flurosan lamba kullanılarak laboratuvar ölçekli deneyler yapılmıştır. Humik asidin (10 mg L-1) degradasyonu Renk 436,Renk4oo, UV28o, UV254, ve toplam organik karbon (TOK) parametreleri ile izlenmiştir. Ortamda sertliğe sebep olan iyonlar bulunmazken Renk436 ve UV254 için birinci derece hız sabitleri sırasıyla 4. 179x1 0-2 min-1 ve 2.589x1 0-2 min-1 bulunmuştur. Ortama 50 mg L-1 kalsiyum sertliği eklendiğinde bu değer 5.473x1 0-2 min-1, 5 mg L-1 magnezyum sertliği eklendiğinde 6.263x1 0-2 min-1 olarak artmıştır. UV254 giderimi de Renk436 gideriminde gözlendiği gibi sert sularda yaklaşık olarak 1.5 kat daha hızlanmıştır. Daha sonraki sertlik konsantrasyonlarındaki artışlar giderimde önemli sayılabilecek bir etki yaratmamıştır. Giderimde gözlenen bu artışlar, humik asitlerin ortamda iki değerlikli katyon varken yapısındaki değişikliklerle açıklanabilir. Elde edilen bu deneysel sonuçların yorumu, Langmuir-Hinshelwood kinetiğinde yer alan Langmuir-Hinshelwood oksidayon hızı ve adsorpsiyon sabiti ile daha rahat açıklanabilir. Adsorpsiyon deneylerinden elde edilen sonuçlar da bu kinetikten çıkartılan sonuçları doğrular niteliğindedir.

Özet (Çeviri)

The removal of nonbiodegradable substances during both water and wastewater treatment is gaining importance. One of the most important groups of nonbiodegradable organics are humic acids, since they are known to be major precursors of carcinogenic disinfection by-products like trihalomethanes produced during chlorination. As conventional treatment methods are complicated and expensive, advanced oxidation processes (AOPs) could be applied as a solution in the removal of these acids. Photocatalytic degradation process using a solid material such as titanium dioxide has received attention for water purification recently. The main mechanism of this process is the generation of hydroxyl radical which is known as the most powerful and non-selective oxidizing agent. This study was conducted to assess the impact of natural water conditions on the photocatalytic degradation of humic acid. Since hardness is inevitable in every natural water resources, reactions were carried out in the presence of hardness causing calcium and magnesium ions. Bench scale experiments were performed using titanium dioxide (0.1 mg ml_“1) as the photocatalyst and Black Light Fluorescent Lamp as the irradiation source. The degradation of humic acid (10 mg L”1) was followed in terms of Colors, Colors, UV28o, UV254, and TOC. Pseudo first order reaction rate constants of Colors and UV254 were found to be 4.1 79x1 0“2 min”1 and 2.589x1 0'2 min'1 in the absence of hardness causing cations. Color436 removal rate was increased to 5.473x1 0“2 min”1 in the presence of 50 mg L“1 calcium hardness and 6.263x1 0”2 min“1 in the presence of 5 mg L”1 magnesium hardness, whereas UV254 removal rate exhibited the same increase that the addition of cations accelerated the rate approximately 1.5 times. However, further increase in the hardness concentrations did not affect the removal rates significantly. The increase in the removal rates can be explained by the changes in humic acid structure in the presence of divalent cations. The interpretation of experimental results in terms of Langmuir-Hinshelwood equation was found to be more useful since the adsorptive effects of these ions were better explained by the reactivity constants and adsorption equilibrium constants that were also in accordance with the results obtained from the adsorption experiments.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    653876

    Boyalara ve kaplamalara nano metal oksit katkısının fiziksel, antikorozif ve antibakteriyel etkilerinin incelenmesi

    Determination of physical, antiorrosive and antibacterial effects of nano metal oxide additives to paints and coatings

    EZGİ KIZILKONCA DURAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA BEDİA BERKER

  2. Tez No

    620606

    Preparation of silver nanoparticles loaded polyaniline-titanium dioxide nanocomposite material and usage in environmental remediation

    Gümüş nanoparçacıkların yüklendiği polianilin-titanyum dioksit nanokompozit malzemenin hazırlanması ve çevre ıslahında kullanımı

    MOHAMED ELBUZEDI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    KimyaAtılım Üniversitesi

    Mühendislik Sistemlerinin Modellenmesi ve Tasarımı Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT KAYA

    DOÇ. DR. SEHA TİRKEŞ

  3. Tez No

    295457

    TiN kaplamaların anodik oksidasyonu

    Anodic oxidation of TiN coatings

    SEMANUR BAYLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN

  4. Tez No

    389265

    Design, characterization,and performance tests of nanofibrous filter for removal of volatile organic compounds (VOCs) by photocatalytic oxidation (PCO) for aircraft cabin air filtration applications

    Uçak kabini içerisindeki uçucu organik bileşiklerin fotokatalitik oksidasyon yöntemi ile giderilmesi amacıyla nano fibroz yapılı filtrelerin üretimi, karakterizasyonu ve filtrelerin performans testleri

    ARDA KÜÇÜKSARI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. HÜLYA CEBECİ

    YRD. DOÇ. DR. ALİ KILIÇ

  5. Tez No

    276617

    Assessment of molecular size distribution effects on the nonselective oxidation of trace metal humic acid binary system

    Moleküler büyüklük dağılımının hümik asit- iz metal ikili sisteminin selektif olmayan oksidasyonu üzerine etkilerinin değerlendirilmesi

    ESRA DEGİRMENCİ İLHAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Çevre MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Çevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MİRAY BEKBOLET

Geri Dön