Yeşil sentezle FeO nanopartiküllerinin eldesi ve heterojen elektro-fenton'da kullanılması
Green synthesis of FeO nanoparticles and its use i̇n heterogeneous elektro-fenton
Yazar: ELİF ÖZKUL
Danışman: DOÇ. DR. BELGİN KARABACAKOĞLU ; PROF. DR. ABDULLAH AKDOĞAN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Çalışmanın ilk kısmında ahududu, böğürtlen ve çileğin kurutulmuş yaprak tozlarından elde edilen özüt ile FeCl3 ve FeSO4.7H2O metal tuzu çözeltisi karıştırılarak basit bir şekilde tek kap demir oksit nanopartiküllerinin sentezi gerçekleştirilmiştir. FeCl3 metal tuzu çözeltisi ile yapılan sentezde klasik deneysel tasarım yöntemi ile parametrelerin optimizasyonu gerçekleştirilerek pH 6, hacim oranı 1:1, metal tuzu çözeltisi derişimi 0,5 M, sıcaklık 25 ⁰C ve süre 30 dk optimum parametre değerleri olarak bulunmuştur. Aynı optimum değerlerle FeSO4.7H2O metal tuzu çözeltisiyle de sentez gerçekleştirilmiştir. Yaprak özütüne ve sentez üst fazına fenolik madde, toplam flavonoid madde ve antioksidan aktivite (DPPH) analizleri yapılmıştır. Sentezlenen demir oksit nanopartiküller SEM/EDS, FTIR ve XRD ile karakterize edilmiştir. SEM/EDS görüntülerinden FeCl3 metal tuzu çözeltisi ile sentezlenen demir oksit nanopartiküllerin tabaka benzeri bir yapıda, FeSO4.7H2O metal tuzuyla sentezlenen demir oksit nanopartiküllerinin küresel benzeri bir yapıda ve aglomera olduğu görülmüştür.  Çalışmanın ikinci kısmında sentezlenen demir oksit nanopartikülleri heterojen elektro-Fenton prosesi için bir katalizör olarak kullanılmıştır. Heterojen elektro-Fenton deneylerinde tekstil endüstrisinde kullanılan reaktif kırmızı 195A ve reaktif mavi 222 boyar maddelerinin 50 mg/L derişimindeki sulu çözeltileri kullanılmış ve Taguchi ortogonal dizi yöntemiyle gerilim, pH, süre, Na2SO4 derişimi ve katalizör miktarının boya giderim verimi ve enerji tüketimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ayrıca katalizörlerin tekrar kullanılabilirliği araştırılmıştır.

Abstract:
In the first part of the study, a simple one-pot iron oxide nanoparticle synthesis was carried out by mixing the extract obtained from the dried leaf powders of raspberry, blackberry and strawberry and the metal salt solution of FeCl3 and FeSO4.7H2O. In the synthesis made with FeCl3 metal salt solution, the optimization of the parameters was carried out with the classical experimental design method and the optimum parameter values were found as pH 6, volume ratio 1:1, metal salt solution concentration 0.5 M, temperature 25 ⁰C and time 30 min. Synthesis was also carried out with FeSO4.7H2O metal salt solution with the same optimum values. Phenolic content, total flavonoid content and antioxidant activity (DPPH) analyzes were performed on the leaf extract and synthesis supernatant. The synthesized iron oxide nanoparticles were characterized by SEM/EDS, FTIR and XRD. From the SEM/EDS images, it was seen that iron oxide nanoparticles synthesized with FeCl3 metal salt solution had a layer-like structure, while iron oxide nanoparticles synthesized with FeSO4.7H2O metal salt had a spherical-like structure and agglomerated. Iron oxide nanoparticles synthesized in the second part of the study were used as a catalyst for the heterogeneous electro-Fenton process. In heterogeneous electro-Fenton experiments, 50 mg/L aqueous solutions of reactive red 195A and reactive blue 222 dyes used in the textile industry were used and the effects of voltage, pH, time, Na2SO4 concentration and catalyst amount on dye removal efficiency and energy consumption were investigated by Taguchi orthogonal array method. . In addition, the reusability of the catalysts was investigated.