Fe3O4/SiO2/PAM manyetik malzeme sentezi, adsorpsiyon ve elektrooksidasyon yöntemiyle atık sulardan organik ve inorganik maddelerin giderimi
Removal of organic and inorganic substances from wastewater by Fe3O4/SiO2/PAM magnetic material synthesis, adsorption and electrooxidation method
- Tez No: 940707
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET UĞURLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Çevre kirleticileri, insan sağlığı ve çevre üzerindeki zararlı etkileri nedeniyle ciddi tehdit oluşturmaktadır. Bu nedenle, uygun bir arıtma yöntemi ile bu kirleticilerin atık sulardan arıtılması kritik öneme sahiptir. Sunulan tez çalışmasında adsorpsiyon ve elektrookidasyon yöntemleriyle organik ve inorganik çevre kirleticilerinin giderimi gerçekleştirildi. Adsorpsiyon çalışmalarında, manyetik özellik, porozite ve yüzeye fonksiyonel gruplar kazandırmak için Fe3O4/SiO2/PAM nanomalzemesi sentezlendi. Nanomalzemelerin nasıl kaplandığını tespit etmek için FTIR, XRD, BET, Zeta Potansiyeli ve TEM görüntüleri son derece önemli olduğundan karakterizasyona yönelik çalışmalar yürütüldü. Çalışma sonucunda elde edilen bulgulara göre adsorpsiyon izotermleri, adsorpsiyon kinetiği, adsorpsiyon mekanizması ve termodinamik modelleme çalışmaları yapıldı. Elektrooksidasyon çalışmalarında, sol-jel yöntemiyle aktif karbon destekli TiO2/AC katalizörü başarıyla sentezlendi. Bu katalizörler SEM, TEM, XRD, BET ve DSC gibi çeşitli analitik yöntemlerle karakterize edildi. Antibiyotiklerin elektrokimyasal bozunmasındaki oluşan ürünler HRMS analiziyle belirlendi. UV-Vis Spektrofotometre ve Döngüsel voltametri (CV) analizleri, çözeltide bulunan elektroaktif bileşenlerin konsantrasyon ve elektrokimyasal özelliklerini belirlemek için yapıldı. CCD-RSM optimizasyon modeli ile ağır metal (Pb2+, Cd2+) ve antibiyotik (FLQ, OTC) kirleticilerinin ana parametreleri dikkate alınarak deney tasarım uygulandı. Değişkenlerin etkileşimlerini ve istatistiksel olarak parametreleri değerlendirmek için varyans analizi (ANOVA) uygulandı. Pb2+ ve Cd2+ ağır metal giderim çalışmalarında, maksimum adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 66,54 ve 13,22 mg/g olarak belirlendi. EO ve ECO deneylerinin sonuçlarına göre sırasıyla, FLQ atığı üzerinde %81 ve %98 giderim verimliliği, OTC atığı üzerinde ise %79 ve %86 oranında giderim verimliliği elde edildi. Bu durum, üç fazlı elektrokimyasal sistemin performansının geleneksel iki fazlı sistemlere göre daha iyi olduğunu gösterdi. Sunulan çalışma, CCD-RSM optimizasyon modeline dayalı bir yaklaşımı dikkate alarak, adsorpsiyon ve elektrooksidasyon yöntemlerinin organik ve inorganik kirleticilerin giderimi üzerindeki etkinliğini ortaya koydu. Bu tez çalışmasının atık su arıtımında çeşitli çevre kirleticilerinin giderilmesi için oldukça umut verici bir potansiyele sahip olacağı ve gelecekte yapılabilecek benzer çalışmalara önemli katkılar sağlayacağı düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
Environmental pollutants pose a serious threat due to their harmful effects on human health and the environment. Therefore, it is critical to treat these pollutants from wastewater with an appropriate treatment method. In the presented thesis study, the removal of organic and inorganic environmental pollutants by adsorption and electrooxidation methods was carried out. In adsorption studies, Fe3O4/SiO2/PAM nanomaterial was synthesised to impart magnetic properties, porosity and functional groups to the surface. Since FTIR, XRD, BET, Zeta Potential and TEM images are very important to determine how the nanomaterials are coated, characterisation studies were carried out. According to the findings obtained as a result of the study, adsorption isotherms, adsorption kinetics, adsorption mechanism and thermodynamic modelling studies were carried out. In electrooxidation studies, activated carbon supported TiO2/AC catalyst was successfully synthesised by sol-gel method. These catalysts were characterised by various analytical methods such as SEM, TEM, XRD, BET and DSC. The products formed in the electrochemical degradation of antibiotics were determined by HRMS analysis. UV-Vis Spectrophotometer and Cyclic voltammetry (CV) analyses were performed to determine the concentration and electrochemical properties of the electroactive components present in the solution. The CCD-RSM optimisation model was used to design the experiment considering the main parameters of heavy metal (Pb2+, Cd2+) and antibiotic (FLQ, OTC) pollutants. Analysis of variance (ANOVA) was applied to evaluate the interactions of variables and parameters statistically. In Pb2+ and Cd2+ heavy metal removal studies, the maximum adsorption capacities were determined as 66.54 and 13.22 mg/g, respectively. According to the results of EO and ECO experiments, removal efficiencies of 81% and 98% were obtained on FLQ effluent and 79% and 86% on OTC effluent, respectively. This indicated that the performance of the three-phase electrochemical system was better than the conventional two-phase system. The presented study demonstrated the effectiveness of adsorption and electrooxidation methods on the removal of organic and inorganic pollutants, considering an approach based on the CCD-RSM optimisation model. It is thought that this thesis study will have a very promising potential for the removal of various environmental pollutants in wastewater treatment and will provide important contributions to similar studies in the future.
Benzer Tezler
- Fe3O4@SiO2@aminometilfosfin-Ru(ıı) ve Ni(II) komplekslerinin sentezi: D-sorbitol eldesinde katalitik özelliklerinin incelenmesi
Fe3O4@SiO2@aminometilfosfine-Ru(II) and Ni(II) synthesis of complexesand D-sorbitol investigation of catalytic properties
MEHMET AKBULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Gıda MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERHAN URUŞ
- Fe3O4@SiO2-NH@benzofenon manyetik nanoadsorbent ile uçucu organik bileşiklerin yarışmalı adsorpsiyonu
competitive adsorption of volatie organic compounds with Fe3O4@SiO2-NH@benzophenone magnetic nanoadsorbent
ÇETİN GÜNGÖR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
KimyaMardin Artuklu ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ŞAKİR ECE
- Fe3O4@SiO2-NH2 ve Fe3O4@SiO2-SH magnetik nanoparçacıklarının sentezi, karakterizasyonu ve sulu çözeltilerden boyar madde giderimi için kullanılması
The synthesis and characterizations of Fe3O4@SiO2-NH2 and Fe3O4@SiO2-SH magnetic nano-particles and application for removal of dye from aqueous solutions
SERDAR KUZUCUK
- Fe3O4@SiO2@APTES destekli horseradish peroksidaz (HRP) enzim katalizörünün üretimi ve hidroksitirozolün oksidatif polimerizasyon sentez aktivitelerinin belirlenmesi
Production of Fe3O4@SiO2@APTES supported horseradish peroksidaz (HRP) enzyme catalyst and determination of the oxidative polymerization synthesis activities of hydroxytyrosol
GÜLŞAH AKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH SEVİM
- Zinpir-1 Ligandı ile fonksiyonlaştırılmış Fe3O4-SiO2-NH2 nanokompozitlerini kullanarak oral prekanser ve oral kanser hastalarının tükürük çinko seviyelerinin belirlenmesi için yeni bir spektroflorometrik yöntemin geliştirilmesi
Development of a new spectrofluorometric method for the detection of salivary zinc levels in oral precancer and oral cancer patients using Fe3O4-SiO2-NH2 nanocomposites functionalized with Zinpyr-1 Ligand
ELMAS POLATDEMİR
Doktora
Türkçe
2019
Eczacılık ve FarmakolojiAtatürk ÜniversitesiAnalitik Kimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA DEMİRKAYA MİLOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜMEYRA TUNA YILDIRIM