Bazı metal organik kafes (MOF) yapılı bileşiklerin boya ve antibiyotik giderim verimliliğinin araştırılması
Investigation of the dye and antibiotic removal efficiency of some metal-organic framework (MOF) compounds
- Tez No: 907324
- Danışmanlar: PROF. DR. SERPİL EDEBALİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 144
Özet
Bu çalışmada MIL-53(Al), Co/UiO-66 ve ZIF-67 metal-organik kafesleri (MOF) sentezlenmiş ve indigo karmin boyasının ve siprofloksasin antibiyotiğinin giderimleri incelenmiştir. Üç farklı sentez parametresi kullanılarak her bir MOF'un indigo karmin ve siprofloksasin adsorpsiyon verimliliği araştırılmış ve optimum koşullar belirlenmiştir. XRD ve FTIR analizleri sentezlerin başarıyla gerçekleştiğini, N2 adsorpsiyon-desorpsiyon ölçümleri ise BET yüzey alanlarının sentez koşullarına bağlı olarak değiştiğini göstermiştir. MIL-53(Al), Co/UiO-66 ve ZIF-67'nin morfolojik özellikleri FESEM analizleri ile incelenmiş ve her bir MOF'un belirgin yapısal özellikleri gözlemlenmiştir. Adsorpsiyon çalışmalarında, indigo karmin giderimi için optimum koşullar belirlenmiştir. Kinetik analizler tüm MOF'ların indigo karmin adsorpsiyonu için sözde ikinci derece kinetik modele uyduğunu ve verilerin izoterm model çalışmalarında ise Langmuir izoterm modeline daha iyi uyduğunu ortaya koymuştur. İndigo karmin için maksimum adsorpsiyon kapasiteleri MIL-53(Al), Co/UiO-66 ve ZIF-67 için sırayla 156 mg g-1, 357,1 mg g-1 ve 370 mg g-1 olarak hesaplanmıştır. Siprofloksasin gideriminde ise MIL-53(Al), Co/UiO-66 ve ZIF-67 malzemeleri için yapılan kinetik model çalışmaları ile sözde ikinci derece kinetik modeline daha uygun olduğu bulunmuştur. İzoterm analizlerinde MIL-53(Al) ve ZIF-67 için elde edilen sonuçların Langmuir modeline, Co/UiO-66 için ise Freundlich modeline uyduğu saptanmıştır. Siprofloksasin için maksimum adsorpsiyon kapasiteleri MIL-53(Al), Co/UiO-66 ve ZIF-67 için sırayla 188,7 mg g-1, 45,17 mg g-1 ve 322,6 mg g-1 olarak hesaplanmıştır. NaCl tuz konsantrasyonlarının etkisi her bir adsorpsiyon sürecinde izlenmiştir. Geri kullanılabilirlik çalışmaları yapılan MIL-53(Al), Co/UiO-66 ve ZIF-67 için sürdürülebilir bir adsorpsiyon performansı sundukları görülmüştür. Yüksek adsorpsiyon giderimine sahip olan MOF'ların aynı zamanda su ortamında bozunmaya karşı dirençli olmaları, bu malzemelerin endüstriyel boyalar ve antibiyotik kirleticilerinin gideriminde güçlü adaylar olduklarını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, MIL-53(Al), Co/UiO-66 and ZIF-67 metal-organic frameworks (MOFs) were synthesized, and their effectiveness in the removal of indigo carmine and ciprofloxacin was investigated. The adsorption efficiency of each MOF for indigo carmine and ciprofloxacin was studied under three different synthesis parameters, and the optimum conditions were determined. XRD and FTIR analyses confirmed the successful synthesis of each MOF, while N2 adsorption-desorption measurements showed that the BET surface areas varied depending on the synthesis conditions. The morphological properties of MIL-53(Al), Co/UiO-66 and ZIF-67 were investigated by FESEM analysis, and the distinct structural features of each MOF were observed. In adsorption studies, the optimum conditions for indigo carmine removal were determined. Kinetic model studies revealed that all MOFs fit the pseudo-second order kinetic model for indigo carmine adsorption and isotherm model studies showed that the Langmuir isotherm model provided the best fit for all MOFs. The maximum adsorption capacities for indigo carmine were calculated as 156 mg g-1, 357.1 mg g-1 and 370 mg g-1 for MIL-53(Al), Co/UiO-66 and ZIF-67, respectively. In the removal of ciprofloxacin, the kinetic model studies of MIL-53(Al), Co/UiO-66 and ZIF-67 were found to better fit the pseudo-second order kinetic model. Isotherm model studies for ciprofloxacin showed that MIL-53(Al) and ZIF-67 fit the Langmuir model and Co/UiO-66 fit the Freundlich model. The maximum adsorption capacities for ciprofloxacin were calculated as 188.7 mg g-1, 45.17 mg g-1 and 322.6 mg g-1 for MIL-53(Al), Co/UiO-66 and ZIF-67, respectively. The effect of NaCl salt concentrations on each adsorption process was investigated. Reusability studies demonstrated that MIL-53(Al), Co/UiO-66, and ZIF-67 exhibited sustainable adsorption performance for both indigo carmine and ciprofloxacin. All three MOFs showed high adsorption efficiencies, making them strong candidates for the removal of indigo carmine dye and ciprofloxacin antibiotic pollutants. Additionally, they are water-resistant, making them advantages for wastewater treatment applications.
Benzer Tezler
- Hidrojen ayrıştırılması için sülfüre dayanıklı MOF kaplamalı PD bazlı yoğun metal membran geliştirilmesi
Development of PD-based dense metallic membrane with sulfur resistant MOF coated to separate hydrogen
SEVGİ KALKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GAMZE GÜMÜŞLÜ GÜR
- Crystal structure prediction and ammonia dynamics in strontium ammine complex
Stronsiyum amin kompleksinin kristal yapı tahmini ve amonyak dinamiğinin analizi
MEHMET ÇANKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADEM TEKİN
- Metal organic framework (MOF) based mixed matrix membranes for Co2 separation: Microporous metal imidazolate framework (MMIF) and strontium-based mofs
Co2 ayırma amaçlı metal organik kafes (MOF) içeren karışık matrisli membranlar: mikrogözenekli metal imidazolat kafes (MMIF) ve stronsiyum esaslı mof yapılar
MAHDI AHMADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ
- Helyum ayırma amaçlı poliimid/ZIF-8 ince film nanokompozit membranların hazırlanması ve karakterizasyonu
Polyimides/ZIF-8 thin film nanocomposite membranes for helium separation and recovery
MELİS TOK ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ
- Development of SAW sensors coated with metal organic framework and borophene for detection of Covid-19
Covid-19 biyobelirteçlerinin tespiti için metal organi̇k çerçeve ve borofen kaplı SAW sensörlerinin geliştirilmesi
MAİDE MİRAY ALBAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ZAYİM