Evaluation of metal-organic frameworks, eggshell-derived hydroxyapatite and layered double hydroxides in adsorption and photocatalytic processes
Metal-organik kafes yapılar, yumurta kabuğu türevli hidroksiapetit ve çift katmanlı hidroksitlerin adsorpsiyon ve fotokatalitik proseslerde değerlendirilmesi
- Tez No: 796397
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE NEREN ÖKTE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Adsorpsiyon katalizörler, Doku iskeleleri, Fotobozunma, Kafes yapılar, Kalsiyum hidroksiapatit, Katalitik bozunma, Yumurta kabuğu, Yüzeysel soğurma, Adsorption catalysts, Tissue scaffolds, Photodegradation, Truss structures, Calcium hydroxyapatite, Catalytic degradation, Egg shell, Surface adsorption
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizikokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, üç ana bölümden oluşmaktadır. Her bölümde, farklı bir katalist grubu sentezlenmiş, karakterizasyon çalışmaları yapılmış ve değerlendirilmiştir. İlk bölümde TiO2 ve ZnO eklenmiş metal-organik kafes yapıları (MOF) anlatılmaktadır. Cu-BTC-hidrofilik ve ZIF-8-hidrofobik MOF olarak seçilmiştir. İkinci bölüm, ZnO ve La-ZnO eklenmiş yumurta kabuğu ile ZnO ve La-ZnO eklenmiş yumurta kabuğu türevi hidroksiapatit yapılarından oluşan iki farklı katalist sistemini incelemektedir. Üçüncü kısım, ikili çift katmanlı hidroksitler (LDH), uçucu kül, zeolit ve ZIF-8 destekli LDH ile üçlü LDH yapılarını irdelemiştir. Hazırlanmış olan katalistlerin kristal yapıları, yüzey morfolojileri ve fonksiyonel özellikleri, X-ışını kırınım ölçeri (XRD), nitrojen adsorpsiyon-desorpsiyon izotermi (BET), dağınık yansıtımlı UV-görünür ışık spektroskopisi (UV-Vis DRS), enerji dağılımlı X-ışınları analizi ile taramalı elektron mikroskopu (SEM-EDX) ve X-ışını fotoelektron spektroskopisi kullanılarak belirlenmiştir. Katalistlerin karanlıktaki adsorpsiyon kapasiteleri ve ışık altındaki fotokatalitik performansları, anyonik boyar madde metil oranj (MO), katyonik boyar madde metilen mavisi (MB) ve salisilik asit (SA) varlığında kontrol edilmiştir. Birinci ve ikinci bölümlerde hazırlanmış olan katalistler için ayrıca bağıl nem (RH) etkisi de çalışılmıştır. Karanlıktaki kinetik analizleri, görünür-birinci derece ve görünür-ikinci derece modelleriyle takip edilmiştir. Langmuir, Freundlich ve Temkin izotermleri; MO, MB ve SA maddelerinin, katalistler ile olan etkileşimlerini belirlemek amacıyla tatbik edilmiştir. Işık altında çalışılan fotokatalitik deneyler için görünür-birinci derece kinetik modeli ve Langmuir-Hinshelwood kinetik analizi çalışılmıştır
Özet (Çeviri)
This dissertation aims to synthesize novel catalysts, examine their structural features and ultimately evaluate their performances in adsorption and photocatalytic degradation processes. In this respect, the dissertation has three chapters. The first chapter reports TiO2 and ZnO loaded metal-organic frameworks (MOFs). Cu-BTC and ZIF-8 are selected as hydrophilic and hydrophobic MOFs, respectively. The second chapter investigates two supported catalyst systems; ZnO and La-ZnO loaded eggshell and ZnO and La-ZnO loaded eggshell derived hydroxyapatite (HAP). The third chapter examines binary layered double hydroxides (LDHs), fly ash, zeolite and ZIF-8 supported LDHs and ternary LDHs. The crystal structure, surface morphology and functional properties of the as-prepared catalysts are determined using an X-ray diffractometer (XRD), nitrogen adsorption-desorption isotherms (BET), UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS), scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive X-ray analysis (EDX) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Dark adsorption capacities and photocatalytic performances of the catalysts are controlled in the presence of methyl orange (MO) anionic dye, methylene blue (MB) cationic dye and salicylic acid (SA). The effect of relative humidity (RH) is also studied for the catalysts prepared in the first and second chapters. Dark kinetic analysis is followed via pseudo-first and pseudo-second order models. Langmuir, Freunlich and Temkin isotherms are employed to determine MO, MB and SA interactions with the catalysts. Pseudo-first order kinetic model and Langmuir-Hinshelwood kinetic analysis are studied for experiments under irradiation.
Benzer Tezler
- Metal organik kafes yapılar (MOF) ile polimer nanokompozit membranların hazırlanması ve gaz ayırma performansının değerlendirilmesi
Preperation of metal organic frameworks (MOFs) and polymeric nanocomposite membranes and evaluation of their gas permeability properties
GÖKÇE PINAR HEKİMOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SENNUR DENİZ
- Computational screening of metal-organic frameworks for acetylene and hydrogen separations
Metal-organik çerçevelerin hesaplamalı taraması asetilen ve hidrojen ayrımı
AYDA NEMATI VESALI AZAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDA KESKİN AVCI
- Adsorptive removal of heavy metal ions from aqueous solution using metal organic framework
Sulu çözeltiden ağır metal iyonlarının metal organik kafes kullanarak adsorpsiyon yoluyla uzaklaştırılması
FADHIL ABID ELAIWI
Doktora
İngilizce
2021
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET SİRKECİOĞLU
- The impact of force field on the computational screening of MOFs for CO2 separations
CO2 ayırmaları için metal-organik yapıların bilgisayar destekli taranmasında kuvvet alanının etkisi
DERYA DOKUR TEMUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDA KESKİN AVCI
- Birleşik tiyofen temelli elektroaktif konjuge organik gözenekli materyallerin geliştirilmesi ve özelliklerinin incelenmesi
Development and characterization of combined thiophene-based electroactive conjugated organic porous materials
MELİS ÜNAL
Doktora
Türkçe
2025
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK
DOÇ. DR. ERDAL ERTAŞ