Boyar madde giderimi için karbon temelli yarı iletken katkılı nanokatalizör sentezi ve sonokatalitik uygulanması
Synthesis and sonocatalytic application of carbon based semiconductor doped nanocatalyst for dyestuff removal
- Tez No: 951535
- Danışmanlar: PROF. DR. YAVUZ ONGANER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Boyar Madde Giderimi, Kimyasal Yöntemler, Fiziksel Yöntemler, Sonokatalitik Proses, Metal Oksitler, Yarı İletken Katalizörler, Karbon Bazlı Katalizörler, Bi2O3-TiO2, Nanokatalizör, Sıcaklık, Konsantrasyon, Tuz Etkisi, Çevre Kirliliği Çözümü, Bazik Kırmızı 46, Metilen Mavisi, Renk Giderimi, Dye removal, chemical methods, physical methods, sonocatalysis, metal oxides, semiconductor catalysts, carbon-based catalysts, Bi2O3-TiO2, nanocatalysts, sonocatalytic process, temperature, concentration, salt effect, environmental pollution solution, Basic red 46, Methylene blue, Color removal
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 95
Özet
Amaç: Bu çalışmanın amacı, endüstriyel atık sularda bulunan boyar maddeler ile organik ve inorganik kirleticilerin etkin bir şekilde giderilmesini sağlamak amacıyla, azot katkılı karbon kuantum noktaları (N-CQDs) ile doplanmış Bi+3/TiO₂ nanokatalizörünün sentezlenmesidir. Bu nanokatalizör, çevreye zarar verebilecek boyar madde atıklarının sonokatalitik yöntemlerle uzaklaştırılmasını sağlayarak sürdürülebilir ve ekonomik bir çözüm sunmayı hedeflemektedir. Ayrıca, metilen mavisi (MB) ve bazik kırmızı 46 (BR46) boyar maddelerinin renk gideriminde sodyum sülfitin kullanılma nedeni düşük maliyeti, kolay erişilebilirliği olmasıdır. Yöntem: Katalizör karakterizasyonu, X-Işını Kırınımı (XRD), X-Işını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS), Fourier Dönüşüm Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) teknikleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. XRD ile kristal yapı, XPS ile yüzey kimyası, FTIR ile fonksiyonel gruplar, SEM ve TEM ile ise morfoloji ve partikül boyutları detaylı olarak incelenmiştir. Bu yöntemler, katalizörün fiziksel ve kimyasal özelliklerini kapsamlı bir şekilde ortaya koymaktadır. Adsorpsiyon ve sonakatilitik prosesler ile deneysel çalışmalar yapılmıştır. Bulgular: BR46 boyar maddesinin sentezlenen nanokatalizör ile sonokatalitik ve adsorpsiyon süreçlerindeki giderim oranları grafikler ve tablolarla sunulmuştur. Sodyum sülfit kullanımı ise BR46 ve MM boyar maddelerinin renk gideriminde konsantrasyon, pH ve sıcaklık parametrelerinin etkisi değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçların izoterm, kinetik ve termodinamik incelemeleri verilmiştir. Sonuçlar: Hidrotermal prosesle hazırlanan N-karbon kuantum noktalara sahip ve Bi+3/TiO₂ katkılı nanokatalizör kullanılarak sonokatalitik ve adsorpsiyon prosesleriyle Bazik Kırmızı 46 boyar maddesinin yüksek verimle giderimi sağlanmıştır. Ayrıca, sodyum sülfit kullanılarak Metilen Mavisi ve Bazik Kırmızı 46 boyar maddelerinin renk giderim kinetiği incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, sonokatalitik ve adsorpsiyon yöntemlerinin bir arada kullanılmasının boyar madde gideriminde etkili bir strateji sunduğunu ve sodyum sülfitin düşük maliyetli, verimli bir renk giderici olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Purpose: This study aims to synthesize a Bi+3/TiO₂-based nanocatalyst doped with nitrogen-doped carbon quantum dots (N-CQDs) for the efficient removal of dyes and organic/inorganic contaminants from industrial wastewater. This nanocatalyst is intended to offer a sustainable and cost-effective solution by facilitating the removal of harmful dye wastes through sonocatalytic methods, thereby contributing to environmental protection. Moreover, sodium sülfite effect was investigated to remove the color of methylen blue and basic red 46. This method is also low-cost and environmental. Method: In the study, the characterization of the newly synthesized nanocatalyst was conducted by XRD, XPS, FTIR, SEM and TEM techniques. XRD for crystal structure, XPS for suface chemistry, FTIR for functional groups, SEM ve TEM for morphology and particle size distribution used. The dye removal efficiency was assessed through sonocatalytic processes. The removal performance was optimized under various parameters, including pH, temperature, dye concentration, catalyst dosage, and the effect of salt. Isotherm, kinetic and thermodynamic studies of the obtained results are given. Findings: Removal of BR46 dye compound by sonocatalytic and adsorption processes with using nano catalyst were presented with several figures and tables. Sodium sülfite use for the color removal of BR46 and MM was studied with the parameters of concentration, pH and temperature. Results: In this study, the removal of Basic Red 46 dye was achieved with 91% efficiency using a synthesized N-carbon quantum dots and Bi+3-TiO₂-doped nanocatalyst through sonocatalytic and adsorption processes. Additionally, the color removal kinetics of Methylene Blue and Basic Red 46 dyes were investigated using sodium sulfite. The obtained results demonstrate that the combined use of sonocatalytic and adsorption methods provides an effective strategy for dye removal and that sodium sulfite is a cost-effective and efficient decolorizing agent.
Benzer Tezler
- Sulu çözeltilerden metilen mavisi giderimi için TE/ZNO/C2N3 fotokatalizörünün sentezi, karakterizasyonu ve optimizasyonu
Synthesis, characterization, and optimization of TE/ZNO/c2N3 photocatalyst for methylene blue removal
MUHAMMED HAS
Doktora
Türkçe
2025
Çevre MühendisliğiSakarya ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FÜSUN BOYSAN
PROF. DR. ABDİL ÖZDEMİR
- Grafitik karbon nitrür temelli metal organik çerçeve nanokompozitlerin sentezi, karakterizasyonu ve kataliz uygulamaları
Synthesis, characterisation and catalysis applications of graphitic carbon nitride based metal organic framework nanocomposites
AYŞE BAYRAK
- Sulu çözeltiden katyonik boyar madde giderimi
Removal of a cationic dye from aqueous solution
ZEYNEP ALTUNDAL
- Çinko hidroksit kaplı aktif karbon ile sulu çözeltilerden metilen mavisi giderimi
Removal of methylene blue from aquatic solutions with zinc hydroxide coated activated carbon
SİMGE ÇABUKÇU
- Boru tipi jet reaktörde ozonun kütle transferinin araştırılması ve boyar madde giderimi
Evaluation of mass transfer of ozone in tubular jet reactor and removal of dye
YÜCEL ELEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Çevre MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGÜN YILDIZ