Montmorillonit üzerine biriktirilen PEI-Bakır nanokompozitlerinin sentezlenmesi ve zararlı organik bileşenlerin bozunması için katalitik olarak kullanılması
Synthesis of PEI-Copper nanocomposites deposited on montmorillonite and catalytic use for degradation of harmful organic compounds
Yazar: BÜŞRA BAŞPINAR
Danışman: PROF. DR. İLKAY HİLAL GÜBBÜK
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada indirgeyici olarak NaBH4 kullanarak, çeşitli malzemeler (MK10, PEI) ile güçlendirilmiş bakır nanokompozit (Cu-PEI-MK10) sentezi gerçekleştirilmiştir. Bu kompozit, fenton katalizörü olarak kullanılmak amacıyla kimyasal indirgeme metodu ile üretilmiştir. Hazırlanan Cu-PEI-MK10 nanokompoziti, X-Işını Kırınımı (XRD), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM-EDX), Yüzey Alanı Ölçümü (BET) ve Termogravimetrik Analiz (TGA)  cihazlarıyla karakterize edilmiştir.

Karakterize edilen nanokompozit, heterojen Fenton sisteminde H2O2 oksidanı ile reaksiyona girerek oluşturduğu hidroksil radikalleri sayesinde, zararlı tekstil atıklarından Metil Oranj (MO), Metil Sarısı (MS) ve Rodamin B (RhB) boyalarının bozunmasındaki katalitik aktiviteleri belirlenmiştir. Boyaların katalizi UV-Visible Spektrometresi (UV-Vis) kullanılarak tespit edilmiştir. 25 °C'lik reaksiyon sıcaklığında 35 µL H202 (%30), 15 ppm boya ve belirli miktar Cu-PEI-MK10 Fenton-benzeri oksidasyon reaksiyonu sonucund,a 30 dakikada MO'ın yaklaşık %80, MS nın %98, RhB'nin %94 oranında bozunduğu tespit edilmiştir.

Bu çalışma sonucunda, ticari montmorillonit K10 üzerine yüklenen metal tuzlarının heterojen Fenton-benzeri sistemlerde nanokatalizör olarak kullanılması ile toprakların, yeraltı suyunun, tortuların ve endüstriyel atıkların kirlilik bertarafı için ümit vaat eden bir alternatif olması hedeflenmektedir.

Anahtar Kelimeler: heterojen fenton, ileri oksidasyon süreçleri (AOP), montmorillonit K10, nanokatalizör

Abstract:
In this study, the synthesis of copper nanocomposite (Cu-PEI-MK10) reinforced with various materials (MK10, PEI) was carried out using NaBH4 as reductant. This composite is produced by chemical reduction method for use as fenton catalyst. The Cu-PEI-MK10 was characterized by X-Ray Diffractometer (XRD), Fourier Transform Infrared (FTIR), Scanning Electron Microscope (SEM-EDX), Surface Area Measurement (BET) and Thermogravimetric Analysis (TGA).

Characterized nanocomposite reacts with H2O2 oxidant in heterogeneous Fenton system to determine the catalytic activity of Methyl Orange (MO), Methyl Yellow (MS) and Rhodamine B (RhB) dyes from harmful textile wastes. The catalysis of the dyes was determined using UV-Visible Spectrometer (UV-Vis). 35 µL H2O2 (30%), 15 ppm dye and a certain amount of Cu-PEI-MK10 Fenton-like oxidation reaction were carried out at a reaction temperature of 25 °C. At the end of the 30-minute reaction, it was determined that 80% of MO, 98% of MS and 94% of RhB were degraded.

As a result of this study, using metal salts loaded on commercial montmorillonite K10 as a nanocatalyst in heterogeneous Fenton-like systems is aimed to be a promising alternative for the pollution disposal of soils, groundwater, sediments and industrial wastes.

Keywords: advanced oxidation processes (AOP), heterogeneous fenton, montmorillonite K10, nanocatalyst