İleri oksidasyon yöntemlerinden fotokatalitik ile antibiyotik giderimi
Antibiotic removal by photocatalytic from advanced oxidation methods
Yazar: BERNA ERİM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP CİĞEROĞLU ; PROF. DR. Mahmut Rahim Bayramoğlu
Uşak Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
ÖZET

Antibiyotik direnci, dünya çapında bütün canlı organizmaları tehlikeye atan bir sorundur. Antibiyotik tüketimi Türkiye'de dünya ülkelerine göre yüksek orandadır. Antibiyotik kullanım miktarı azaltılmaz ise hastalık iyileştirme potansiyelinde düşüş yaşanması kaçınılmazdır. Bu da canlı organizmaların yaşamsal kalitesini negatif yönde oldukça etkileyecektir.  Araştırmacılar insanoğlunun karşılaştığı bu sorunu çözmek adına birçok yöntem denemişlerdir. Antibiyotik direncine sebep olan antibiyotik etken madde kirliliğini başka faza değil de daha az zararlı olan CO2 ve H2O gibi başka bileşiklere çeviren en iyi kimyasal yöntem fotokatalitiktir.
Bu çalışmada, antibiyotik etken maddesi olan sefiksim trihidrat (SEF) belirli optimum koşullarda (0,33 gL-1 katalizör dozu, 4,1 pH değeri, 20,29 mgL-1 sefiksim konsantrasyonu ve 60 W UV-A) sulu çözeltide UV-A ışımasına maruz kalan fotokatalizörün oluşturduğu elektron-deşik çiftleri ile bu karbonlu kirlilik daha zararsız olan CO2 ve H2O gibi farklı bileşiklere dönüştürülmüştür. Bu prosesten daha yüksek verim almak ve daha kısa sürede sonuca ulaşmak amacıyla malzememiz titanyum dioksit (TiO2) bileşiği ana maddesi ile sentezlenmiştir. Sentezlediğimiz malzemeyi fotokatalitik işlemi hızlandırabilmek amacıyla bant boşluğunu azaltacak grafen oksit (GO) ve kitosan ile destekleyerek verimi yüksek ve diğer çalışmalardan daha hızlı sonuç alınabilen (60 dakika, % 95,34) bir malzeme haline getirilmiştir. Bu malzemenin Yapısını ve fonksiyonlandırılmış gruplarını açıklayabilmek için dağınık yansıma spektroskopisi (DRS), Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), taramalı elektron mikroskobu (SEM-EDX) ve fotolüminesans (PL), metotları kullanılmıştır. Prosesin değişkenlerinin etkilerini araştırmak ve optimum koşulları belirlemek adına hem kategorik hem de nümerik faktörler doğrultusunda yanıt yüzey metodu kullanılarak D-optimal deneyler tasarlanmıştır.
Sonuçlar, sentezlenen malzeme (TiO2/GO/kitosan) ile 0,327 gL-1 katalizör dozu, 4,1 pH değeri, 20,29 mgL-1 sefiksim konsantrasyonu ve 60 W UV-A ışıması optimum koşullarında 60 dakikalık bir sürede oldukça iyi bir bozunma verimi (% 95,34) göstermiştir. 

Bilim Kodu                : 91208
Anahtar Kelimeler  : Sefiksim trihidrat, D-optimal tasarım, Yanıt yüzey metodolojisi, fotokataliz, TiO2/GO/Kitosan.

Abstract:
ABSTRACT

Antibiotic resistance is a problem that endanger all living organisms worldwide. Antibiotic consumption is higher in Turkey compared to other countries in the world. If the amount of antibiotic use is not reduced, it is inevitable to experience a decrease in the potential to cure the disease. This will negatively affect the vital quality of living organisms. Researchers have tried many methods to solve this problem faced by human beings. Photocatalytic is the best chemical method that converts the contamination of the antibiotic active substance that causes antibiotic resistance to other less harmful compounds such as CO2 and H2O, not to another phase.
In this study, cefixime trihydrate (SEF), which is an antibiotic active ingredient, was used in aqueous solution under certain optimum conditions (0.33 gL-1 catalyst dose, 4.1 pH value, 20.29 mgL-1 cefixime concentration and 60 W UV-A). With the electron-hole pairs formed by the photocatalyst exposed to A radiation, this carbonaceous pollution has been converted into different compounds such as CO2 and H2O, which are more harmless. In order to get higher efficiency from this process and to achieve results in a shorter time, our material was synthesized with the main material of titanium dioxide (TiO2) compound. In order to accelerate the photocatalytic process, the synthesized material was supported with graphene oxide (GO) and chitosan, which will reduce the band gap, and turned into a material with high efficiency and faster results (60 minutes, 95.34%) than other studies. In order to explain the structure and functional groups of this material, diffuse reflection spectroscopy (DRS), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscope (SEM-EDX) and photoluminescence (PL) methods were used. In order to investigate the effects of the process variables and to determine the optimum conditions, D-optimal experiments were designed using the response surface method in line with both categorical and numerical factors.
The results showed that the synthesized material (TiO2/GO/chitosan) showed a very good degradation in 60 minutes under optimum conditions of 0.327 gL-1 catalyst dose, 4.1 pH value, 20.29 mgL-1 cefixime concentration and 60 W UV-A irradiation. yield (95.34%).
Science Code     : 91208
Key Words      : Cefixime trihydrate, D-optimal design, Response surface methodology, photocatalysis, TiO2/GO/Chitosan.