Perovskit katalizörlerinin polistiren esaslı gözenekli polimerlere hidrotermal yöntem ile kaplanması ileri oksidasyon prosesleri ile tetrasiklin antibiyotiğinin heterojen oksidasyonu
Deposition of perovskite catalysts over polystrenebased porous polymers via hydrothermal method andheterogeneous oxidation of tetracycline antibioticwith advanced oxidation processes
Yazar: ASLI ALPAY
Danışman: DOÇ. DR. ESRA BİLGİN ŞİMŞEK
Yalova Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya ve Süreç Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Nano boyuttaki fotokatalizörlerin toz halinde uygulanması; büyük ölçekli işlemlerde
topaklaşma ve ortamdan ayırmada zorluk yaşanması gibi bazı dezavantajlara neden
olmaktadır. Bu tez çalışmasında, ticari polistiren esaslı reçine, katalizör
partiküllerinin desteklenmesi için yeni bir taşıyıcı malzeme olarak sunulmuştur.
Perovskit LaFeO 3 partikülleri, hidrotermal yöntemle Diaion TM HP21 reçinesi üzerine
farklı oranlarda kaplanmıştır. Elde edilen bu heteroyapılı katalizörün, tetrasiklin
antibiyotiğine karşı görünür ışın altında; fotokatalitik, fenton ve foto-Fenton katalitik
aktiviteleri incelenmiştir. Katalitik aktiviteye çözelti pH'sı ve farklı su ortamlarının
etkisi araştırılmış; tetrasiklinin bozunum ara ürünlerinin analizi yapılmıştır. Ayrıca
katalitik bozunma mekanizması, reaktif radikal kirletici testleri ile incelenmiş;
katalizörün stabilitesi döngü testleri ile araştırılmıştır. Tetrasiklin molekülünün yanı
sıra, farklı boyar madde ve antibiyotik bileşenlerine göre heteroyapılı katalizörün
foto-Fenton katalitik performansları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; reçine
yüzeyine kaplanan perovskit miktarı arttıkça foto-Fenton aktiviteside önemli oranda
artmıştır. pH etkisi deneylerinde; tetrasiklin molekülü ile pozitif yüklü katalizör
yüzeyi arasındaki elektrostatik çekim kuvvetlerinin etkin olduğu pH 3.5−5.7
arasında maksimum degradasyon verimi gözlenmiştir. Radikal iyon etkisi deney
sonuçlarında, elektronların ve boşlukların katalitik aktivitede baskın türler olduğu
belirlenmiştir. Bu tez çalışması ile fotokataliz alanında polimerik reçinelerin başarılı
bir şekilde kullanılabilirliği gösterilmiştir.

Abstract:
Application of nano-sized photocatalysts in powder form causes some disadvantages,
such as agglomeration and difficulty in separating them from the environment in
large-scale processes. In this thesis study, commercial polystyrene based resin was
presented as a new carrier material for supporting catalyst particles. Perovskite
LaFeO 3 particles are coated in different proportions on Diaion TM HP21 Resin by
hydrothermal method. Photocatalytic, Fenton and photo-Fenton catalytic activities of
this heterostructured catalyst towards tetracycline antibiotic were studied under
visible light irradiation. Solution pH and effect of different water environments on
catalytic activity were investigated and the intermediates of tetracycline were
analyzed. In addition, the mechanism of catalytic degradation was studied by reactive
radical pollutant tests; the stability of the catalyst was studied by recycle
experiments. In addition to tetracycline molecule, photo-Fenton catalytic
performances of heterostructured catalyst towards different dye and antibiotic
components were studied. According to the results obtained; as the amount of
perovskite coated on the resin surface increased, the photo-Fenton activity increased
significantly. In pH effect experiments, maximum degradation efficiency between
pH 3.5−5.7 was observed in which electrostatic attraction forces were effective
between tetracycline molecule and positively charged catalyst surface. In the results
of radical ion effect experiments, it was determined that electrons and holes were the
dominant species in catalytic activity. With this thesis, the successful availability of
polymeric resins was presented in the field of photocatalysis.