Diyot lazer ile tekstil boyasının bozunması
Degredation of textile dye using diode lazer
Yazar: KEVSER BOZAN
Danışman: PROF. DR. AHMET MURAT GİZİR
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Analitik Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Tekstil endüstrisi tarafından oluşan atık sular, hacim ve kirletici bakımından endüstri alanında en çok su kirliliğine neden olan endüstri dalıdır. Tekstil ürünlerini renklendirmek amacıyla boyarmadde kullanımı son yüzyılda giderek artıyor ve artmaya da devam etmektedir. Boyarmaddeler organik ve inorganik yapılarından dolayı suyun kirlenmesine neden olur. Bu çalışmada çevre dostu bir lazer fotodegradasyon sistemi ile sanayide tekstil boyası olarak kullanılan ve hali hazırda atık sulara karışma olasılığı yüksek olan Remazol Brilliant Violet 5R Boyasının bozunması ve renk giderimi (1ppm) 445 nm ve 3 W gücündeki lazer ışını ile oksidant olarak farklı miktarlardaki hidrojen peroksit (H2O2) ve potasyum persülfat (K2S2O8) kullanılarak farklı sıcaklıklarda ve 6 saat reaksiyon süresinde incelenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda H2O2 oksidant olarak kullanıldığında, 6 saat içerisinde 2 µL H2O2 kullanımı ve 50 oC'de %43,30 iken 75 oC'de %72,83 parçalanma oranı; 4 µL H2O2 kullanıldığında 50 oC'de %62,39 iken 75 oC'de %61,39 parçalanma oranı; 6 µL H2O2 kullanıldığında 50 oC'de %87,14 iken 75 oC'de %76,96 parçalanma oranı; 8 µL H2O2 kullanıldığında 50 oC'de %88,22 iken 75 oC'de %82,92'dir. Toplam Organik Karbon analiz (TOC) sonuçlarına göre ulaşılırken, 1 ppm boya için 2.59 x10-4 M K2S2O8 kullanıldığında parçalanma değeri 50 oC de %96'lık bir değere ulaşmıştır. Biyolojik arıtma sistemleri ile bu çalışmada kullanılan fotodegredasyon sistemi karşılaştırıldığında kullandığımız bu sistem ile boyarmaddenin parçalanması 6 saat gibi bir sürede gerçekleştiğinden, biyolojik arıtma sistemlerine göre büyük bir avantaj sağlamaktadır. Bu nedenle bu sistemin daha ileri çalışmalar yapılarak tekstil fabrikalarının atık su arıtım tesislerinde kullanımı sağlanabilir.

Abstract:
The wastewater generated by the textile industry is the leading cause of water pollution in the industrial sector in terms of volume and pollutants. The use of dyes to color textile products has been increasing steadily in the past century and continues to rise. Dyes, due to their organic and inorganic structures, contribute to water pollution. In this study, the degradation and color removal (1 ppm) of Remazol Brilliant Violet 5R dye, commonly used as a textile dye in industry and with a high likelihood of being present in wastewater, were investigated using an environmentally friendly laser photodegradation system. A laser beam at 445nm and 3W power, along with different concentrations of hydrogen peroxide (H2O2) and potassium persulfate (K2S2O8) as oxidants, were employed at different temperatures and a reaction time of 6 hours. The experimental results showed that when H2O2 was used as the oxidant, the degradation rates within 6 hours were as follows: with 2 µL H2O2, 43.30% at 50°C and 72.83% at 75°C; with 4 µL H2O2, 62.39% at 50°C and 61.39% at 75°C; with 6 µL H2O2, 87.14% at 50°C and 76.96% at 75°C; with 8 µL H2O2, 88.22% at 50°C and 82.92% at 75°C. According to Total Organic Carbon analysis (TOC), a degradation value of 96% was achieved at 50°C when 2.59 x 10-4 M K2S2O8 was used for 1 ppm dye. Comparing the photodegradation system used in this study with biological treatment systems, the advantage of this system is evident as the degradation of the dye occurs in a relatively short time of 6 hours. Therefore, further studies could be conducted to facilitate the use of this system in wastewater treatment facilities of textile factories.