Cu/Zn bimetalik metal organik çerçeve sentezi, karakterizasyonu ve bazı azo boyaların fotokatalitik gideriminde kullanımının araştırılması
Investigation of synthesis, characterization and usability of Cu/Zn bimetallic metal organic framework in photocatalytic removal of some azo dyes
- Tez No: 942335
- Danışmanlar: PROF. DR. HAYRUNNİSA NADAROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: su arıtma, fotokataliz, azo boyalar, hidrotermal sentez, Cu/Zn Bimetalik ZIF, water treatment, photocatalysis, azo dyes, hydrothermal synthesis, Cu/Zn Bimetallic ZIF
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Amaç: Bu çalışmanın amacı, Cu/Zn Bimetalik zeolitik imidazolat çerçeve (ZIF) yapısının sentezini gerçekleştirerek, bu yapının farklı özelliklere sahip boyalar olan Congo Red, Ponceau 4R ve Coomassie Brillant Blue G250'nin fotokatalitik giderimindeki etkinliğini araştırmaktır. Boyar maddelerin sulu ortamda kalıcılıklarının azaltılması ve çevre dostu bir fotokatalizör geliştirilmesi hedeflenmiştir. Yöntem: Cu/Zn Bimetalik ZIF yapısı hidrotermal yöntemle sentezlenmiş ve ardından SEM, XRD ve FT-IR teknikleri ile karakterize edilmiştir. Fotokatalitik deneylerde, her bir boyar madde için süre, pH, sıcaklık, boya konsantrasyonu ve fotokatalizör miktarı (Cu/Zn Bimetalik ZIF) parametreleri test edilmiştir. Deneysel karşılaştırmaların sağlıklı yapılabilmesi amacıyla, her bir parametre için optimizasyon çalışmaları yapılmış ve diğer değişkenler sabit tutularak tek değişkenli analiz yöntemi uygulanmıştır. Her boyar madde ile gerçekleştirilen deneylerde, belirli zaman aralıklarında numuneler alınarak uygun absorbans değerlerinde UV-Vis spektrofotometresi ile boya giderimi izlenmiştir. Bulgular: Fotokatalitik deneyler sonucunda, Cu/Zn Bimetalik ZIF yapısının tüm boyar maddeler üzerinde belirli bir etkinlik gösterdiği, ancak giderim oranlarının boya türüne ve uygulanan süre, pH, sıcaklık, boya konsantrasyonu ve destek konsantrasyonuna göre değişiklik gösterdiği belirlenmiştir. Azo boyalarında (Congo Red ve Ponceau 4R) daha yüksek boya giderimi gözlemlenirken, trifenilmetan boya (Coomassie Brillant Blue G250) grubunda optimum koşullarda daha uzun sürede etkin giderim sağlanamamıştır. SEM analizleri, malzemenin yüzey morfolojisinin gözenekli yapıda olduğunu; XRD analizi kristal yapıyı, FT-IR ise işlevsel grupları doğrulamıştır Sonuçlar: Cu/Zn Bimetalik ZIF yapısının gıda ve tekstil endüstrileri başta olmak üzere diğer ensdütrilerde de sıkça kullanılan boya gruplarının gideriminde farklı giderim etkinliği göstermiştir. Azo boyaların fotokatalitik gideriminde başarılı sonuçlar verdiği ve çevresel uygulamalar için potansiyel taşıdığı ortaya konulmuştur. Trifenilmetan boya grubu için boya gideriminde istenen verim alınamamıştır. Deney sonuçları, bu yapının boyaya özgü koşullarda optimize edilerek etkili bir şekilde kullanılabileceğini göstermektedir. Ayrıca, karakterizasyon verileri sentezlenen yapının fotokatalitik uygulamalarda kullanılabilecek yapısal bütünlüğe sahip olduğunu desteklemektedir.
Özet (Çeviri)
Purpose: The aim of this study is to investigate the photocatalytic removal of dyes Congo Red, Ponceau 4R and Coomassie Brilliant Blue G250, which are different groups of these individuals, by realizing the Cu/Zn Bimetallic zeolitic imidazolate framework (ZIF) structure. It is aimed to reduce the dye regular aqueous storage persistence and to develop an environmentally friendly photocatalyst. Method: The Cu/Zn bimetallic ZIF structure was synthesized by hydrothermal method and then characterized by SEM, XRD and FT-IR techniques. In photocatalytic experiments, time, pH, temperature, dye concentration and photocatalyst amount (Cu/Zn bimetallic ZIF) parameters were tested for each dye. In order to make healthy experimental comparisons, optimization studies were performed for each parameter and univariate analysis method was applied by keeping other variables constant. In the experiments carried out with each dye, samples were taken at certain time intervals and dye removal was monitored with UV-Vis spectrophotometer at appropriate absorbance values. Findings: As a result of photocatalytic experiments, it was determined that the Cu/Zn bimetallic ZIF structure showed a certain activity on all dyes, but the removal rates varied depending on the type of dye and the applied time, pH, temperature, dye concentration and support concentration. While higher dye removal was observed in azo dyes (Congo Red and Ponceau 4R), effective removal could not be achieved in the triphenylmethane dye (Coomassie Brillant Blue G250) group under optimum conditions for a longer period of time. SEM analyses confirmed that the surface morphology of the material was porous; XRD analysis confirmed the crystal structure and FT-IR confirmed the functional groups. Conclusions: The Cu/Zn bimetallic ZIF structure has shown different removal efficiencies in the removal of dye groups frequently used in the food and textile industries as well as other industries. It has been shown that it gives successful results in the photocatalytic removal of azo dyes and has potential for environmental applications. The desired efficiency in dye removal was not obtained for the triphenylmethane dye group. The experimental results show that this structure can be used effectively by optimizing it in dye-specific conditions. In addition, the characterization data support that the synthesized structure has the structural integrity to be used in photocatalytic applications.
Benzer Tezler
- Synthesis, characterization, and investigation of catalyst properties of bimetallic (Cu/Ni, Cu/Pd, Cu/Pt, Zn/Pd and Cd/Pd) cyanide complexes with imidazole ligand
İmidazol ligandı ile iki metalli (Cu/Ni, Cu/Pd, Cu/Pt, Zn/Pd ve Cd/Pd) siyanür komplekslerinin sentezi, karakterizasyonu ve katalizör özelliklerinin incelenmesi
TELVIN MWANZA
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNEŞ SÜHEYLA KÜRKÇÜOĞLU
- Development of iron cobalt bimetallic fischer-tropsch catalysts for production of light olefins
Hafif olefinlerin üretimi için demir kobalt bimetalik fıscher-tropsch katalizörlerinin geliştirilmesi
DENİZ UYKUN MANGALOĞLU
Doktora
İngilizce
2025
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ ATAKÜL
- Hofman ve Werner-tipi di- ve trietanolamin kmoplekslerinin sentezi, yapı, spektroskopik ve termik özelliklerinin incelenmesi
Investigation on synthesis, structure, spectroscopic and thermal properties of Hofmann and Werner-type-di-and triethanolamine complexes
AHMET KARADAĞ
- Montmorillonit destekli bimetalik katalizörlerin sentezlenmesi, karakterizasyonu ve C5-C6 şekerlerinin dönüşümü üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of syhenthesis and characterization of montmorillonite supported bimetallic catalysts and effect on the conversion of C5-C6 sugars
ZEHRA SEVDE HATİPOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERRİN BOZAN
- Supercritical CO2 assisted preparation of Pt, PtCu, PtZn, PtCo and PtZnCo nanoparticles on various carbon aerogels as ORR electrocatalysts
Başlık çevirisi yok
ŞANSIM BENGİSU BARIM
Doktora
İngilizce
2022
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAN ERKEY