Zeolit kayaç yapılarına Fe+3 yüklenerek heterojen katalizör oluşturulması ve foto-fenton yönteminde kullanılması
Forming heterogeneous catalysts by Fe+3 modified zeolite plate and utilizing in photo-fenton reaction
Yazar: GÖKHAN BELEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BERNA KIRIL MERT ; PROF. DR. HÜSEYİN CENGİZ YATMAZ
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, ileri oksidasyon proseslerinden olan heterojen foto-Fenton prosesinin organik boyar madde çözeltileri arıtımı üzerindeki etkileri incelenmiştir. 
Tez kapsamında yapılan deneysel çalışmada, Manisa/Gördes yöresine ait zeolit kayaç mineralleri, yaklaşık 17mm×17mm×5mm ebatlarında kesilerek plaka haline getirilmiştir. Plakalar, FeCl3/zeolite=10/1 oranına göre asetonda çözülerek hazırlanmış FeCl3 çözeltilerde Fe+3 yüklenerek modifiye edilmiş ve heterojen katalizör haline getirilmişlerdir. Sonrasında bu plakalar, UVA ışınları veren 6 lambanın bulunduğu Pyrex kolon fotoreaktör sisteminde, Reaktif Red 180 (RR-180) boyar maddesi içeren çözeltilerde renk gideriminde foto katalizör olarak test edilmiştir. RR-180 boyar madde çözelti konsantrasyonları fotometrik absorbans verileri ölçülerek incelenmiş ve renk giderim verimleri belirlenmiştir. Ayrıca tekstil boyama sektöründe sık kullanılan Basic Yellow, Acid Red 88 boyalarında da birer renk giderim çalışması yapılarak boyalar arasında renk giderim verimleri karşılaştırılmıştır.

Daha önce yapılan renk giderim çalışmalarında belirlenen optimum sıcaklık aralığı olan 35-40 oC aralığında çalışılmıştır. Boya çözeltisi ortamda, pH düştükçe verimin arttığı gözlemlenmiştir ancak reaksiyon süresinin artmasına bağlı olarak pH'ın giderim verimindeki rolü azaldığından çalışmanın, çözeltinin kendi doğal pH değerinde ilerlemesine karar verilmiştir. H2O2 miktarındaki artış kısa sürede yüksek verim eldesi sağlasada giderim işlemi süresi uzun olması nedeni ve maliyet açısından değerlendirildiğinde her çalışmada 15mmol H2O2 kullanılmasının uygun olacağına karar verilmiştir.

Fe+3 yüklenerek modifiye edilmiş zeolit kayaç plakaların renk giderim prosesinde tekrar kullanım verimi incelenmiştir. Zeolit plakaların Fe+3 yükleme yapılmadan tekrar kullanımında renk giderim verimi düşmektedir. Fakat yeniden Fe+3 yüklendiğinde renk giderim verimin arttığı görülmüştür.

Abstract:
In this study, the effects of heterogeneous photo-Fenton process, one of the advanced oxidation processes, on the treatment of organic dyestuff solutions were investigated.

In the experimental study conducted within the scope of the thesis, zeolite rock minerals of Manisa / Gördes region were cut into plates with a size of approximately 17mm × 17mm × 5mm. The plates were modified by loading Fe+ 3 in FeCl3 solutions prepared by dissolving in acetone according to FeCl3 / zeolite = 10/1 ratio and transformed into heterogeneous catalyst. Subsequently, in the Pyrex column photoreactor system, which contains 6 lamps that emit UVA rays, the plates were tested as photocatalysts for color removal in solutions containing Reactive Red 180 (RR-180) dyestuff. RR-180 dye solution concentrations were examined by measuring photometric absorbance data and color removal efficiencies were determined. In addition, color removal efficiencies were compared between Basic Yellow and Acid Red 88 dyes which are commonly used in textile dyeing sector.

The optimum temperature range determined in the previous color removal studies was studied in the range of 35-40 oC. It has been observed that the efficiency increases as the pH of the dye solution decreases in the medium, but it is decided that the study proceeds to the solution's own natural pH since the role of pH decreases due to the increase of reaction time. Although the increase in H2O2 yields high efficiency in a short time, it is decided that 15mmol H2O2 should be used in each study when it is evaluated in terms of cost and long removal time.

The reuse efficiency of the modified zeolite rock plates by Fe+3 loading was investigated. Re-use of zeolite plates without Fe+3 loading decreases the color removal efficiency. However, it was observed that the color removal efficiency increased when Fe+3 was loaded again.