Removal of dyes and antibiotics by adsorption and photocatalytic degradation using zn-based composites
Boyaların ve antibiyotiklerin zn temelli kompozitler kullanılarak adsorpsiyon ve fotokatalitik parçalama ile uzaklaştırılması
- Tez No: 813105
- Danışmanlar: PROF. DR. SEHER FEHİME ÇAKICIOĞLU ÖZKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 173
Özet
Bu çalışmada, ZIF-8 sentezlenerek klinoptilolit yüzeyi üzerine tutturulmuştur (ZIF8@CLN) ve Ag nanoparçacıkları ile katkılanarak Ag-ZIF8 ve Ag-ZIF8@CLN kompozit malzemeleri üretilmiştir. Karakterizasyon sonuçları, ZIF-8'in klinoptilolit yüzeyine iyi tutturulduğunu ve Ag nanoparçacıkları ile başarılı bir şekilde katkılandığını göstermiştir. Bu adsorbanların/katalizörlerin adsorpsiyon ve fotokatalitik aktivitesi, boya ve antibiyotik gibi organik kirleticilerin uzaklaştırılmasıyla değerlendirilmiştir. Katyonik Metilen mavisi (MB), anyonik Metil turuncusu (MO) ve Kongo kırmızısı (CR) ve zwitter iyonik Rodamin B (RhB) kullanılan hedef kirletici boyalardır. Tetrasiklin (TC) ise antibiyotik sınıfından seçilen kirleticidir. Çeşitli parametrelerin giderim üzerindeki etkisi, farklı başlangıç pH'ı, fotokatalizör miktarı, kirletici konsantrasyonu ve iyonik kuvvet kullanılarak incelenmiştir. Sonuçlar, ZIF-8 ve ZIF-8@CLN'nin mükemmel adsorbanlar olduğunu göstermiştir. Bununla birlikte, Ag-ZIF8 ve özellikle Ag-ZIF8@CLN kompozitlerinin fotokatalitik aktivitesi ZIF-8 ve ZIF-8@CLN'ye kıyasla tüm boyaların bozunmasında daha iyi sonuç göstermiştir. Ag-ZIF8 ve Ag-ZIF8@CLN kompozit katalizörleri, her bir boyanın optimum pH'ında 25 mg L-1 boya konsantrasyonu ile 120 dakikalık UV ışıması altında % 90'dan fazla giderim kapasitesi sergilemiştir. Kompozit fotokatalizörlerin gelişmiş adsorpsiyon ve fotokatalitik performansı, ZIF-8, CLN ve Ag arasındaki sinerjistik etkiyle açıklanabilir. Boya ve antibiyotik gideriminde elde edilen adsorpsiyon verileri adsorpsiyon izotermleri, kinetiği ve termodinamiği dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Boyaların Ag-ZIF8@CLN üzerinde fotokatalitik parçalanma mekanizması ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Bu çalışma ZIF-8 temelli yüksek verimli kompozit fotokatalizörleri tanıtmış ve bu katalizörlerin fotokatalitik alanda tercih edilebileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the ZIF-8 was synthesized and immobilized on the clinoptilolite surface (ZIF8@CLN) and doped with Ag nanoparticles, forming the Ag-ZIF8 and Ag-ZIF8@CLN composite materials. The characterization results indicated that the ZIF-8 was well-deposited on the clinoptilolite surface and doped successfully with Ag nanoparticles. The adsorption and photocatalytic activity of these adsorbents/catalysts were evaluated by the removal of the organic pollutants such as dyes and antibiotics. The target dyes were cationic Methylene blue (MB), anionic Methyl orange (MO) and Congo red (CR), and zwitterionic Rhodamine B (RhB). The target antibiotic was tetracycline (TC). The influence of various parameters on removal was investigated using different initial pH, photocatalyst amount, pollutant concentrations and ionic strength. The results showed that ZIF-8 and ZIF-8@CLN are excellent adsorbents. However, the photocatalytic activity of Ag-ZIF8 and especially Ag-ZIF8@CLN composites were much better than ZIF-8 and ZIF-8@CLN for degradation of all dyes. The Ag-ZIF8 and Ag-ZIF8@CLN composite catalysts exhibited more than 90% removal capacity under UV irradiation for 120 min with the dye concentration of 25 mg L-1 at the optimum pHs of each dye. The enhanced adsorption and photocatalytic performance of the composite photocatalysts was attributed to the synergistic effect between the ZIF-8, CLN and Ag. The adsorption data were evaluated by considering adsorption isotherms, kinetics and thermodynamics using target dyes and antibiotics. Proposed photodegradation mechanism of the dyes over Ag-ZIF8@CLN was explained detailed. This work introduced the ZIF-8-based composite photocatalysts with high efficiency, and may provide to prefer these catalysts in photocatalytic field.
Benzer Tezler
- Tekstil atık sularında bulunan boyar maddelerin sonokatalitik giderimi için SiO2 nanopartikül temelli kataliz sistemlerinin geliştirilmesi
Development of SiO2 nanoparticle based catalyst systems for the sonocatalytic removal of dyes found in textile waste waters
İLYAS DEVECİ
Doktora
Türkçe
2015
KimyaMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEDRETTİN MERCİMEK
- Doğal ve demirle modifiye edilmiş Manisa (Gördes) zeolitlerinin basic blue 41 ve oksitetrasiklin hidroklorür adsorpsiyonunun incelenmesi
Investigation of basic blue 41 and oxytetracycline hydrochloride adsorption with natural and iron modified Manisa (Gördes) zeolites
GÜLŞAH BAŞKAN
Doktora
Türkçe
2021
Kimya MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNSAL AÇIKEL
PROF. DR. MENDERES LEVENT
- Bazı bitkisel posalardan nano-gözenekli aktif karbonlar üretilmesi ve bazı adsorpsiyon uygulamalarında kullanılabilirliğinin incelenmesi
The production of nano-porous activated carbon from some vegatable pulps and investigation of availability in some adsorption practices
HASAN SAYĞILI
Doktora
Türkçe
2015
KimyaDicle ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FUAT GÜZEL
YRD. DOÇ. DR. YUNUS ÖNAL
- Boyar madde, pestisit ve antibiyotik içeren suların fotokatalitik proseslerle arıtımında ZnO/TiO2 kompozit plakaların kullanımı
Pure zno and composite ZnO/TiO2 catalyst plates: A comparative study for the degradation of azo dye, pesticide and antibiotic in aqueous solutions
EYLEM TOPKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Çevre MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN CENGİZ YATMAZ
- Yerinde H2O2 sentezi ile fenton-benzeri reaksiyonlar için heterojen katalizör geliştirilmesi
Development of heterogenous catalysis for fenton-like reactions with in situ H2O2 synthesis
MEMDUHA ERGÜT
Doktora
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiMersin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYLA ÖZER