Hidrotermal yolla üretilen katkılı magnezyum borat örneklerinin endüstriyel boyaların atık sulardan arıtımında değerlendirilmesi
Evaluation of additive magnesium borate samples produced by hydrothermal way in the treatment of industrial dyes from wastewater
- Tez No: 931417
- Danışmanlar: PROF. DR. EMEK DERUN, DOÇ. DR. FATMA TUĞÇE DUMANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 126
Özet
Atık suyun içerdiği, insan ve çevre sağlığı açısından son derece tehlikeli olan Kongo kırmızısı boyar maddesinin, ülkemizde yaygın olarak bulunan bor madeni kullanılarak, fotobozunma yöntemiyle atık sudan uzaklaştırılması için laboratuvar ortamında bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Hidrotermal yöntemle sentezlenen magnezyum borat örnekleri üretiminde katkısız ve kapayıcı ajan katkılı (Oleik asit, CTAB ve PVP) kullanılarak üretimler gerçekleştirilerek magnezyum boratlar elde edilmiştir. Elde edilen örnekler kullanılarak sulu çözeltilerden Kongo Kırmızısı fotobozunması araştırılmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Hazırlanan magnezyum borat örnekleri X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Geçirimli (transmisyon) elektron mikroskobu (TEM) gibi yöntemlerle karakterize edilmiştir. Sentezlenen katkısız Magnezyum borat örneklerinin XRD sonucunda Admontite“01-076-0540, MgO(B2O3)3(H2O)7”elde edilmiş olup, kapayıcı ajan katkılı üretimlerde ise hem Admontit hem de Magnezyum borat hidrat yapısına sahip“01-076-0539, MgO(B2O3)3(H2O)6”üretilmiştir. Ortaya çıkan Admontit, ve magnezyum borat hidrat monoklinik bir kafes yapısına ve yüksek bir XRD puanına sahiptir. Elde edilen numunelerin SEM ve TEM spektrumları karşılaştırılmıştır. SEM ve TEM görüntüleri incelendiğinde morfolojik yapısı ve tanecik büyüklüğü olarak en uygun CTAB kapayıcı ajan kullanımında gözlemlenmiştir. Farklı konsantrasyonlarda hazırlanan boya çözeltilerine farklı kütlelerde Magnezyum Borat ilave edilerek UV reaktöründe fotobozunma yöntemiyle renk giderimi araştırılmıştır. Kütle (0.01, 0.06 ve 0.10 gram), temas süresi (5, 30 ve 60 dk) ve başlangıç konsantrasyonu (10, 30 ve 50 ppm) parametreleri arasındaki ilişki, yanıt yüzeylerinden biri olarak Box-Behnken tasarımı kullanılarak analiz edilmiştir. Araştırma sonucunda farklı kütlelerdeki magnezyum boratın atıksulardan etkin renk giderimi sağladığı görülmüştür. Fotokatalist başlangıç boya konsantrasyonu, fotokatalist miktarının ve dokusal yapısının fotobozunma kapasitesinde önemli rol oynadığı tespit edilmiştir. Kongo Kırmızısı boyarmadde atıksu arıtımında optimum ekstraksiyon koşulları başlangıç konsantrasyonu 30 ppm, fotokatalist miktarı 0,06 gram ve temas süresi 25 dakika olarak belirlenmiştir. 13 deneyin her birinin hangi koşullar altında yapılması gerektiği üzerinde yapılan Varyans (ANOVA) analizi sonucunda, deneysel çalışmalar sonucunda sistem üzerinde alınan cevaplar doğrultusunda uygun modelin belirlendiği belirlenmiştir. Matematiksel olarak İndirgenmiş Kuadratik Modele uymaktadır. Araştırmalar, potansiyel bir fotokatalist olan magnezyum boratın, boya içeren atık suyun ekstraksiyonunda başarıyla kullanılabileceğini kanıtlamıştır.
Özet (Çeviri)
A laboratory study was carried out to remove Congo red dyestuff, which is extremely dangerous for human and environmental health, from wastewater by photodegradation method using boron, which is widely available in our country. In the production of magnesium borate samples synthesized by hydrothermal method, magnesium borates were obtained by using undoped and capping agent additives (Oleic acid, CTAB and PVP). Congo Red photodegradation from aqueous solutions was investigated using the samples obtained and the results were compared. The prepared magnesium borate samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). As a result of XRD of the synthesized undoped Magnesium borate samples, Admontite“01-076-0540, MgO(B2O3)3(H2O)7”was obtained, and in the production with capping agent additives, both Admontite and Magnesium borate hydrate structure“01-076-0539, MgO(B2O3)3(H2O)6”were produced. The resulting Admontite and magnesium borate hydrate have a monoclinic lattice structure and a high XRD score. SEM and TEM spectra of the obtained samples were compared. When SEM and TEM images were examined, the most suitable CTAB capping agent was observed in terms of morphological structure and particle size. Color removal by photodegradation method in UV reactor was investigated by adding different masses of Magnesium Borate to the dye solutions prepared at different concentrations. The relationship between mass (0.01, 0.06 and 0.10 grams), contact time (5, 30 and 60 min) and initial concentration (10, 30 and 50 ppm) parameters were analyzed using Box-Behnken design as one of the response surfaces. As a result of the study, it was observed that magnesium borate at different masses provided effective color removal from wastewater. Photocatalyst initial dye concentration, photocatalyst amount and textural structure were found to play an important role in photodegradation capacity. The optimum extraction conditions for Congo Red dyestuff wastewater treatment were determined as initial concentration 30 ppm, photocatalyst amount 0.06 gram and contact time 25 minutes. As a result of the ANOVA analysis on the conditions under which each of the 13 experiments should be performed, it was determined that the appropriate model was determined in line with the responses received on the system as a result of the experimental studies. Mathematically, it fits the Reduced Quadratic Model. The investigations proved that magnesium borate, a potential photocatalyst, can be successfully used in the extraction of wastewater containing dyes.
Benzer Tezler
- B2O3 katkısının sentetik volastonit üretimi üzerine etkilerinin araştırılması
Researching the effects of B2O3 addition on synthetic vollastonite production
MURADİYE AĞAOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Seramik MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiSeramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KARTAL
- Hidrotermal yöntem ile üretilen nikel (Nİ) ve gadolinyum (GD) katkılı zno nanoçubuk ince filmlerin karakterizasyonu
Characterization of nickel (Nİ) and gadolinium (GD) doped zno nanorod thin films produced by hydrothermal method
TURGAY SEYDİOĞLU
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ÖZTÜRK
- Geçiş ve nadir toprak elementleri katkılı bir boyutlu ZnO nanoyapılarının kristalografik, morfolojik, optik ve manyetik karakterizasyonu
Crystallographic, morphological, optical and magnetic characterization of transition metal and rare earth elements doped one dimensional ZnO nanostructures
ŞEYDANUR KAYA
Doktora
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ÖZTÜRK
PROF. DR. LÜTFİ ARDA
- Giyilebilir elektronikler için nanolif esaslı esnek ve hibrit nanojeneratörlerin geliştirilmesi
Development of nanofiber-based flexible and hybrid nanogenerators for wearable electronics
ÖMER FARUK ÜNSAL
Doktora
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiBursa Teknik ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE BEDELOĞLU
- Nanokompozit malzemelerin üretimi, karakterizasyonu ve elektrokimyasal biyosensör uygulamaları
Production , characterization and elecrochemical bioensor applications of nanocomposite materials
BÜLENT POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimyaİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEMAL ÖZEROĞLU
DR. SİBEL YAZAR AYDOĞAN