Subkritik su ortamında katı gıda atığından hidrokömür sentezlenmesi ve sulardan kristal viyole boyasının gideriminde performansının değerlendirilmesi
Synthesis of hydrochar from solid food waste in subcritical water medium and evaluation of its performance in the removal ofcrystal violet dye from water
- Tez No: 893117
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERDAL YABALAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mersin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fen Bilimleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 79
Özet
Atıkları yüksek katma değeri olan malzemelere dönüştürme fikri, yalnızca atıkların geri dönüştürülmesiyle elde edilen avantajlar için değil, aynı zamanda yeni teknolojileri, geçim kaynaklarını ve işleri genişletme kabiliyeti sunduğu için de önemlidir. Bu, gelecekte sürdürülebilir bir yaşam tarzına katkı sağlar. İnsanların ve hayvanların, özellikle su canlılarının sağlığını tehdit eden sentetik boyaların sudan uzaklaştırılması, günümüzde giderek daha fazla önem kazanmaktadır. Bu nedenle, bu boyalardan suyu arındırmak için güçlü, çevre dostu ve ilerici stratejiler geliştirilmelidir. Öte yandan, organik gıda atıkları çevre kirliliğine neden olmakta ve etkili bertaraf stratejileri gerektirmektedir. Bu çalışmada her iki mühim soruna aynı anda etkili bir metot sunmuştur. Hem katı besin atığı olan maydanoz saplarının katma değeri yüksek olan hidrokömüre dönüşümü sağlanmıştır, hem de bu hidrokömür, bir çevresel kirletici olan, azo boyar boyaları temsilen, Kristal Viyole (KV) boyasının sulardan gideriminde kullanılmıştır. Sfalerit (SF) ve manyetit (MAG) cevherleri, fotokatalitik özelliklerinden yararlanılarak oksidasyonu aktifleştirmek ve doğal kaynaklar kullanarak sudan boyaları yan etki olmadan uzaklaştırmak için kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında, maydanoz saplarından elde edilen hidrokömürlerin (HK) sentezi, HK'lere SF ve MAG doplanması ve ham HK ile SF ve MAG doplanmış HK'lerin kristal viyole (KV) boyasının sudan giderimi araştırılmıştır. UV ışınımı altında H2O2 oksidantının SF ve MAG doplanmış HK'lerin fotokatalitik etkisi hidroksil radikallerine dönüştürülmesi ve en nihayetinde KV'nin sudan giderimi kapsamlı olarak incelenmiştir. Birçok parametrenin etkisinin belirlenmesi ve diğer parametreler ile etkileşiminin ortaya konulabilmesi için çeşitli ön denemeler yapılmış olup, bu ön denelerden elde edilen veeiler ile Cevap Yüzey Metodu'nun Merkezi Kompozit Tasarımı'nda deney programları tasarlanmıştır. Bu tasarımlar sayesinde her bir yöntem geniş kapsamlı olarak değerlendirilmiş olup optimum giderim koşlulları belirlenmiştir. Gerçekleştirilen deneylerde, UV/H2O2/HK-SF ve UV/H2O2/HK-MAG kombinasyonları ile yüksek KV giderim verimliliği elde edilmiştir. Farklı yöntemlerin renk giderim verimliliği incelendiğinde, SF doplanmış HK ile yapılan fotokatalitik oksidasyonda 200 ppm H2O2,0,375 g/L SF ve 1,125 g/L HK kullanıldığında, 68.75 dk'lık işlem süresinde %69,4 KV renk gidrimi elde edilmiş olup, MAG doplanmış HK ile yapılan fotokatalitik oksidasyonda 600 ppm H2O2, 1,5 g/L MAG ve 0,375 g/L HK kullanıldığında 60 dk'lık işlem süresinde %81 KV renk gidrimi elde edilmiştir. MAG'in manyetik özellikleri sayesinde, işlem sonrası kolay bir şekilde ayrılabilmesi, bu yöntemi daha avantajlı kılan diğer bir faktördür. Ayrıca, sentezlenen HK, HK-SF ve HK-MAG örneklerinin karakterizasyonu için SEM-EDX ve FT-IR analizleri yapılmış, bu analizler sayesinde elde edilen materyallerin yapısal ve yüzeysel özellikleri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bu karakterizasyon çalışmaları, HK'lerin ve SF ve MAG doplanmış HK'lerin KV giderim süreçlerindeki rollerini ve potansiyellerini anlamamıza katkı sağlamıştır.
Özet (Çeviri)
The idea of converting waste into high-value materials is important not only for the advantages gained from recycling waste but also for its potential to introduce new technologies, expand livelihoods, and create jobs. This contributes to a sustainable lifestyle in the future. The removal of synthetic dyes from water, which threatens the health of both humans and animals, especially aquatic life, is becoming increasingly important today. Therefore, powerful, eco-friendly, and progressive strategies need to be developed to purify water from these dyes. On the other hand, organic food waste causes environmental pollution and requires effective disposal strategies. This study presents an effective method to address both significant issues simultaneously. It involves converting solid food waste, such as parsley stems, into high-value hydrochar, and using this hydrochar for the removal of a water pollutant, represented by Crystal Violet (CV) dye. Sphalerite (SF) and magnetite (MAG) ores are utilized to activate oxidation through their photocatalytic properties and to remove dyes from water using natural resources without side effects. The thesis investigates the synthesis of hydrochars (HC) obtained from parsley stems, doping HC with SF and MAG, and the removal of CV dye from water using raw HC and SF- and MAG-doped HCs. Under UV irradiation, the photocatalytic effect of SF and MAG-doped HCs, which converts the H2O2 oxidant into hydroxyl radicals, and ultimately the removal of CV from water, has been comprehensively studied. Various preliminary trials were conducted to determine the effects of multiple parameters and their interactions, and experimental programs were designed using the Central Composite Design of Response Surface Methodology based on the results of these preliminary trials. These designs allowed for a comprehensive evaluation of each method and the determination of optimum removal conditions. High CV removal efficiencies were achieved with UV/H2O2/HC-SF and UV/H2O2/HC-MAG combinations in the experiments. When using 200 ppm H2O2, 0.375 g/L SF, and 1.125 g/L HC in photocatalytic oxidation with SF-doped HC, 69.4% CV removal was achieved in 68.75 minutes. In photocatalytic oxidation with MAG-doped HC, using 600 ppm H2O2, 1.5 g/L MAG, and 0.375 g/L HC, 81% CV removal was achieved in 60 minutes. The magnetic properties of MAG, which allow for easy separation after the process, make this method even more advantageous. Furthermore, SEM-EDX and FT-IR analyses were conducted for the characterization of synthesized HC, HC-SF, and HC-MAG samples. These analyses provided detailed insights into the structural and surface properties of the obtained materials, contributing to the understanding of the roles and potentials of HKs and SF- and MAG-doped HCs in the CV removal processes.
Benzer Tezler
- Synthesis of hydrochar from waste corn cobs in subcritical water environment and microwave method and investigation of the effectiveness of synthesized hydrochars in ammonium removal from water
Subkritik su ortamında ve mikrodalga yöntemi ile atık mısır koçanından hidrokömür sentezi ve sentezlenen hidrokömürlerin sulardan amonyum gideriminde etkinliklerinin araştırılması
MUHAMMED GHASSAN ALJVANIEH
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
KimyaMersin ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDAL YABALAK
DR. ÖĞR. ÜYESİ CİHAN GEÇGEL
- Malahit yeşilinin ileri oksidasyon teknikleri ile parçalanmasının cevap yüzey metoduyla optimizasyonu ve subkritik su ortamında üretilen hidrokömürlerin oksidasyondaki katalitik etkilerinin incelenmesi
Optimization of the degradation of malachite green using advanced oxidation techniques by response surface method and investigation of the catalytic effects of hydrochars produced in subcritical water medium on oxidation
FİRAS ELNECCAR
- Subkritik su ortamında katı atıklardan elde edilen hidrokömürler ile morchella esculenta ekstraktının immobilizasyonu, hava filtresine uygulanması ve antimikrobiyal özelliklerinin incelenmesi
Immobilization of morchella esculenta exract with hydrochar obtained from solid wastes in subcritical water, application to air filter and investigation of antimicrobial propeerties
İZZETCAN KINACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
KimyaMersin ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDAL YABALAK
DOÇ. DR. ELİF AYŞE ERDOĞAN ELİUZ
- Subkritik su ortamında N-sübstitüe pirol türevlerinin sentezinin araştırılması
Investigation of the synthesis of N-substituted pyrrole derivatives
DİLEK AKBAŞLAR