Kuantum noktalar kullanılarak atıksulardan boyar madde giderimi
Dye removal from wastewater using quantum dots
- Tez No: 994626
- Danışmanlar: DOÇ. DR. PINAR SEVİM ELİBOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Düzce Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tekstil endüstrisi kaynaklı atıksuların içerdiği toksik ve kanserojenik boyar maddeler, ekosistem ve insan sağlığı üzerinde ciddi tehditler oluşturmaktadır. Geleneksel fizikokimyasal ve biyolojik arıtma yöntemlerinin bu kirleticilerin gideriminde yetersiz kalması ve mevcut fotokatalizörlerin büyük kısmının yalnızca UV ışığı altında aktif olması, görünür bölgede etkin çalışabilen yeni nesil nanomalzemelerin geliştirilmesini zorunlu kılmıştır. Bu tez çalışmasında, CdSeTe ve CdSeTe/ZnS kuantum noktalarının (KN) sentezi, karakterizasyonu ve boyar madde içeren atıksuların arıtımındaki fotokatalitik potansiyelleri araştırılmıştır. Çalışma kapsamında, Tiyoglikolik Asit (TGA) ligandı kullanılarak sulu sentez yöntemiyle CdSeTe KN'leri başarıyla sentezlenmiştir. Sentez parametrelerinin optimizasyonu sonucunda, pH 9 ve 9 saatlik büyüme süresinin en uygun optik özellikleri sağladığı belirlenmiştir. Çekirdek yapının ZnS ile pasifleştirilmesi (kabuk yapısı) neticesinde, materyalin kuantum verimi (PLQY) %14,84'ten %23,50'ye yükseltilmiş ve fotolüminesans şiddetinde yaklaşık iki kat artış sağlanmıştır. Sentezlenen nanokristallerin yapısal ve optik özellikleri XRD, FTIR, UV-Vis ve PL teknikleri ile doğrulanmıştır. Fotokatalitik aktivite testlerinde model kirletici olarak Metilen Mavisi (MB) ve Katyonik Kırmızı 46 (CR46) kullanılmıştır. pH, başlangıç boyarmadde konsantrasyonu ve katalizör dozunun giderim verimine etkileri sistematik olarak incelenmiş ve kuvvetli asidik koşulların (pH 3) reaksiyonu maksimize ettiği tespit edilmiştir. Optimize edilmiş koşullar altında MB için %94,19, CR46 için ise %96,14 gibi yüksek giderim verimlerine ulaşılmıştır. Reaksiyon kinetiği incelendiğinde, sürecin sözde ikinci dereceden kinetik modele (R² > 0,99) ve Langmuir-Hinshelwood mekanizmasına tam uyum sağladığı görülmüştür. Bu çalışma, literatürde CdSeTe bazlı KN'lerin katyonik boyaların fotokatalitik gideriminde kullanımını raporlayan özgün bir araştırma niteliği taşımaktadır. Elde edilen bulgular, geliştirilen nanokatalizörlerin hızlı reaksiyon süresi ve yüksek verimliliği ile endüstriyel atıksu arıtımı için sürdürülebilir ve etkili bir alternatif olduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Toxic and carcinogenic dyes found in textile industry wastewaters pose serious threats to the ecosystem and human health. The inadequacy of traditional physicochemical and biological treatment methods in removing these pollutants, combined with the fact that most existing photocatalysts are active only under UV light, has necessitated the development of next-generation nanomaterials capable of functioning effectively in the visible spectrum. In this thesis, the synthesis, characterization, and photocatalytic potential of CdSeTe and CdSeTe/ZnS quantum dots (QDs) for the treatment of dye-containing wastewater were investigated. In this study, CdSeTe QDs were successfully synthesized via the aqueous synthesis method using the Thioglycolic Acid (TGA) ligand. Optimization of synthesis parameters revealed that pH 9 and a growth time of 9 hours provided the most suitable optical properties. Passivation of the core structure with ZnS (shell structure) increased the quantum yield (PLQY) from 14.84% to 23.50% and resulted in an approximately two-fold increase in photoluminescence intensity. The structural and optical properties of the synthesized nanocrystals were confirmed using XRD, FTIR, UV-Vis, and PL techniques. Methylene Blue (MB) and Cationic Red 46 (CR46) were used as model pollutants in photocatalytic activity tests. The effects of pH, initial dye concentration, and catalyst dosage on removal efficiency were systematically investigated, and it was determined that strongly acidic conditions (pH 3) maximized the reaction. Under optimized conditions, high removal efficiencies of 94.19% for MB and 96.14% for CR46 were achieved. Kinetic analysis demonstrated that the process followed the pseudo-second-order kinetic model (R² > 0.99) and the Langmuir-Hinshelwood mechanism. This study represents an original contribution to literature as the first report on the use of CdSeTe-based QDs for the photocatalytic removal of cationic dyes. The findings indicate that the developed nanocatalysts offer a sustainable and effective alternative for industrial wastewater treatment due to their rapid reaction times and high efficiency.
Benzer Tezler
- Bisfenol a tanıma bölgelerine sahip moleküler baskılanmış polimerik kartuşların ve sensör sisteminin geliştirilmesi
Development of molecularly imprinted polymeric cartridges and sensor system with bisphenol A recognition sites
RECEP ÜZEK
- Carbon-based photocatalyst and quantum dots from sugar beet pulp: Synthesis, characterization, and wastewater treatment applications
Şeker pancarı posasından karbon bazlı fotokatalizörler ve kuantum noktalar: Sentez, karakterizasyon ve atık su arıtım uygulamaları
BAHRİYENUR ARABACI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASLI YÜKSEL ÖZŞEN
- Carbon quantum dots obtaining from waste and determining their environmental impacts with a life cycle assessment approach
Atıklardan karbon kuantum nokta eldesi ve çevresel etkilerinin yaşam döngüsü değerlendirmesi yaklaşımıyla belirlenmesi
MOHAMMAD QADDER AHMADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Çevre MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYSUN ÖZKAN
- Karbon kuantum noktalar ile katkılandırılmış metal oksit nanokompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of carbon quantum dots doped metal oxides nanocomposites
ALİ KAYIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN ESKALEN
- İki faz sentez yöntemi kullanılarak kadmiyum ve çinko içeren kalkojenit (İ ve İe) kuantum nokta yapılarının sentezi ve fotofiziksel karakterizasyonu
Photophysical characterization of calcogenite (S and Se) quantum dot structures containing cadmium and zinc using two phase synthesis method
GÜLHAN GÜLEROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CANER ÜNLÜ