Yüzey aktif maddelerin demir (Fe+3) ile modifiye edilmiş zeolit katalizi eşliğinde heterojen foto-oksidasyonu
Heterogeneous photo oxidation of surfactants solution by using iron modified zeolite catalyst
Yazar: İLKAY KIRAN
Danışman: DOÇ. DR. NİHAL BEKTAŞ
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Adsorpsiyon katalizörler = Adsorption catalysts ; Yüzey aktif ajanlar = Surface active agents ; Zeolit Y = Zeolite Y ; İleri oksitlenme süreçleri = Advanced oxidation processes

Özet:
Bu çalışmada deterjan ve kozmetik endüstrisinde yaygın olarak kullanılan Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) çözeltisinin heterojen foto katalitik fenton oksidasyonu ile giderim verimi incelenmiştir. 500 mL kapasiteli kesikli tip quartz reaktör sistemi kullanılarak üç farklı lamba (UVA-B, UVA-W, UVC) ışığı altında denemeler yapılmıştır. Maksimum verim UVC ışığı altında elde edilmesine rağmen, UVC ışığı yapay bir ışık olduğu için maliyeti yüksek olmasından dolayı ışık kaynağı olarak güneş enerjisinin de kullanılabilmesi açısından bu çalışmanın UVA-W ışığı ile yapılması öngörülmüştür.UVA-W ışığı altında SDS çözeltisi ile sıcaklık, pH, H2O2, katalizör ve başlangıç SDS konsantrasyonu ve farklı ışık şiddetleri için denemeler yapılmıştır. Ayrıca katalizörün yeniden kullanımının SDS giderim verimi üzerine etkileri incelenmiştir.Yapılan deneyler neticesinde optimum sıcaklık 30?C tespit edilmiştir. Çözelti üzerinde yapılan diğer çalışmalarda asidik ortamda pH düştükçe verimin arttığı gözlenmiş ancak reaksiyon süresi düşünüldüğünde zamanla çözeltinin kendi pH'ı olan 7,5'da yüksek bir verim elde edildiği görülmüştür.Çalışmada çözeltideki H2O2 konsantrasyonu ile katalizör konsantrasyonunun arttırılmasının SDS giderim verimi üzerinde fazla bir etkisinin olmadığı gözlenmiş ve optimum olarak, çalışma için 15 mmol H2O2 ve 1.0 mg/L katalizör konsantrasyonu optimum koşul seçilmiştir. Ayrıca SDS konsantrasyonu arttıkça da verimin düştüğü gözlenmiştir.Işık şiddetinin artmasının, SDS giderim verimini arttırdığı gözlenmiş en iyi verimin de 3.55 mW/cm2 (6 lamba) olduğu bulunmuştur. Çalışmada sistemin bir heterojen fotokatalitik oksidasyon olması sebebiyle katalizörün yeniden kullanım verimi incelenmiş, yeniden kullanılabilir olduğu görülmüş fakat tekrar kullanım sayısı arttıkça verimin olumsuz etkilendiği gözlenmiştir.

Abstract:
In this study, removal efficiency of reactive Soduim Dodecyl sulfate solution commonly used in detergent and cosmetic industry is investigated by heterogeneous photocatalytic fenton oxidation. Temperature, pH, light intensity, initial die solution, catalytst and H2O2 concentration were controlled parameters on SDS removal efficiency by using batch reactor under UVA-W light.At the end of the study optimum temperature was found as 30 oC. Removal efficiency also increased related to decreasing of pH under acidic condition by using sample. Dependent upon increasing of the reaction time, role of the pH is worthless for removal efficiency. For this reason our study countinued 7.5 pH that is the initial pH of dye solution. Results showed that increasing of the H2O2 concentration is not necessary due to the fact that as H2O2 concentrarion increase, removal efficiency was the same value and constant dye concentration. Consequently, H2O2 concentration was chosen as 15mmol.Increasing of light intensity observed raising of removal efficiency. Optimum light intensity was found as 3.55mW/cm2 (6 lamb). In consideration of that the system is a heterogenous oxidation efficieny for re-usage of the system and its advantages were investigated. As a result system was a recycable but system efficiency decreased by the time. Finally the heterogenous systems was determined more favourable than clasical system