Characterization of SBA-16 supported nanocomposites and their evaluation for photocatalytic applications
SBA-16 destekli nanokompozitlerin karakterizasyonu ve fotokatalitik uygulamalara yönelik değerlendirilmesi
- Tez No: 991914
- Danışmanlar: PROF. DR. ELİF AKBAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Atıksulardan sentetik boyaların giderimi, bu kirleticilerin yüksek derecede kalıcı. Fotokataliz, sürdürülebilir ve enerji verimli bir çözüm sunmakta olup, pratik uygulamalar için kararlı ve yüksek performanslı katalizörlerin geliştirilmesi kritik öneme sahiptir. Bu amaçla, bu çalışmada MoO3@Fe3O4@SBA-16 nanokompozitlerinin UV-A ışığı altında metilen mavisi (MB) bozunumu için sentezi, karakterizasyonu ve fotokatalitik performansı incelenmektedir. SBA-16 mezogözenekli silika, Fe3O4 ile fonksiyonelleştirilmiş ve ardından farklı MoO3 oranlarıyla (%10–30) yüklenmiştir. Fotokatalitik performans, doğal pH koşullarında düşük ışık gücüne sahip 32 W UV-A lambası altında değerlendirilmiştir. Sentezlenen katalizörler arasında, %20 MoO3@Fe3O4@SBA-16 kompoziti, 120 dk içinde %94,40 gibi yüksek bir fotokatalitik bozunma performansı sergilemiştir. Merkezi kompozit tasarım (CCD) tabanlı yanıt yüzeyi metodolojisi (RSM) kullanılarak yapılan proses optimizasyonu, en etkili parametrenin, reaksiyon süresi (60–180 dk) olduğunu, bunu katalizör dozu (25–75 mg) ve boya konsantrasyonunun (10–20 ppm) izlediğini ortaya koymuştur. RSM, yapay sinir ağları (ANN) ve adaptif nöro-bulanık çıkarım sistemi (ANFIS) ile yapılan tahminsel modelleme, en yüksek doğruluğun ANFIS ile elde edildiğini göstermiştir (R2 = 0,992, MAE = 0,240). Kinetik analiz, yalancı birinci dereceden davranışı doğrulamış ve katalizör, art arda altı döngü sonrasında başlangıç fotokatalitik verimini %90'ın üzerinde koruyarak yüksek etkinliğini sürdürmüştür (ilk döngüde %94,40'ten altıncı döngüde %94,09'a düşüş). Bu sonuçlar, MoO3@Fe3O4@SBA-16'yı sürdürülebilir atıksu arıtım uygulamaları için umut verici, kararlı ve tekrar kullanılabilir bir fotokatalizör olarak öneçıktığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The removal of synthetic dyes from wastewater is a pressing environmental challenge, as these pollutants are highly persistent, toxic and resistant to conventional treatment methods. Photocatalysis offers a sustainable, energy-efficient solution and the development of stable, high-performance catalysts is critical for practical applications. To this aim, this study reports the synthesis, characterization and photocatalytic performance of MoO3@Fe3O4@SBA-16 nanocomposites for methylene blue (MB) degradation under UV-A irradiation. SBA-16 mesoporous silica was functionalized with Fe3O4 and subsequently impregnated with varying MoO3 loadings (10–30 wt%). Comprehensive characterization (XRD, FTIR, SEM, BET, UV-Vis DRS) confirmed the successful integration of Fe3O4 and MoO3, resulting in enhanced textural properties, light absorption and suppressed charge carrier recombination. Photocatalytic performance was evaluated under a low-power 32 W UV-A lamp at natural pH. Among synthesized catalysts, the 20% MoO3@Fe3O4@SBA-16 composite achieved 94.40% photocatalytic degradation in 120 minutes. Process optimization using central composite design (CCD)-based response surface methodology (RSM) identified reaction time (60–180 min) as the most influential parameter, followed by catalyst dosage (25-75 mg) and dye concentration (10-20 ppm). Predictive modeling with RSM, artificial neural networks (ANN) and adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) revealed ANFIS as the most accurate (R2= 0.992, MAE= 0.240). Kinetic analysis confirmed pseudo-first-order behavior, and the catalyst maintained high efficiency over multiple cycles, retaining over 90% of its initial PE% after six consecutive runs (declining from 94.40% in the first cycle to 94.09% in the sixth). These results highlight MoO3@Fe3O4@SBA-16 as a promising, stable and reusable photocatalyst for sustainable wastewater treatment applications.
Benzer Tezler
- Ankara koşullarında yetiştirilen yabancı kökenli bazı üzüm çeşitlerinin ampelografik özelliklerinin belirlenmesi üzerinde araştırmalar
Description of the ampelographic characters of some introduced grape varieties grown in Ankara conditions
İBRAHİM DEMİR
- Effect of membrane fluidity on binding of 125I-Insulin to sheep liver membrane receptors
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN AVNİ ÖKTEM
- Polietilenglikol esaslı bazı yeni oligoazoperoksiester başlatıcıların sentezi ve karekterizasyonu
Synthesis and characterization of some new oligoazoperoxyester initiators based on polyethyleneglycolos
ALİPAŞA AYAS
