Boyar madde içeren suların heterojen fotokatalitik arıtımında zeolit yapılı plakaların katalizör olarak kullanılması /
Yazar: FERİT EMRE ADAKLI
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN CENGİZ YATMAZ
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada; doğal kayaç minerallerden olan zeolit, heterojen fotokatalizör olarak geliştirilmiş ve foto-Fenton prosesi ile boyar madde içeren çözeltilerin arıtımında kullanılmıştır.
Deneysel çalışmada, Balıkesir/Bigadiç yöresine ait zeolit kayaç mineralleri, öncelikle yaklaşık 3cm×3cm×0.5cm ebatlarında kesilerek uygun plaka haline getirilmiştir. Plakalar daha sonra saf asetonda çözülmüş FeCl3/zeolit oranlarına göre hazırlanmış çözeltiler yardımıyla Fe+3 ile modifiye edilmiş ve heterojen katalizör haline getirilmişlerdir. Sonrasında UVA ışınları veren 6 lambanın bulunduğu Pyrex kolon fotoreaktör sisteminde Acid Orange 7 (AO7) boyar maddesi içeren çözeltilerin gideriminde heterojen foto-Fenton reaksiyonları ile, plakalar foto katalizör olarak test edilmiştir. AO7 boyar madde çözelti konsantrasyonları fotometrik absorbans verileri ölçülerek incelenmiş ve  renk giderim verimleri belirlenmiştir. 
Heterojen foto-Fenton proses parametreleri olarak; pH, sıcaklık, H2O2 yükü, boyar madde konsantrasyonu ve Fe+3/zeolit (mg/g) yükleme oranları çalışılmıştır. Bu çalışmalarda optimum koşullar; 35⁰C, pH 3 ve 20 mmol H2O2 olarak tespit edilmiştir. Ayrıca zeolit üzerine yüklenen farklı demir oranları olarak hazırlanan 1/10 ve 1/20 (g/g) FeCl3/zeolit aseton çözeltileri ile yapılan yükleme çalışmaları sonucunda sırasıyla 18.9 mg ve 9.6 mg Fe+3/g zeolit yükleme oranları bulunmuştur. Renk giderimi yanında ayrıca toplam organik karbon giderimi, 18.9 mg Fe+3/g zeolit yükleme oranındaki plakalar kullanılarak denenmiş ve giderim veriminin %20.6 olduğu bulunmuştur. 
Fe+3 çözeltisi ile modifiye edilmiş zeolit kayaç plakaların proseste tekrar kullanım verimi incelenmiş ve aynı plakaların Fe+3 yükleme yapılmadan tekrar kullanımında renk giderim veriminin önemli ölçüde düştüğü gözlenmiş, yeniden Fe+3 yüklendikten sonra ise verimin ilk kullanıma göre daha da arttığı görülmüştür.

Abstract:
In this study, the natural zeolite rock minerals was developed as heterogeneous photocatalysts and was investigated for the treatment of dye solutions by using the photo-Fenton process.
In experimental studies, zeolite rock minerals originated from Balıkesir/Bigadiç region was primarily cut to about 3cm x 3cm x 0.5cm dimentional size and was transformed into the appropriate plate. Plates were then modified with Fe+3 containing solutions which were prepared in pure acetone according to the weight ratio of FeCl3/Zeolite and became heterogeneous catalysts. Then, the rock plates were tested as a photocatalyst for the removal of Acid Orange 7 (AO7) containing dye solutions by heterogeneous photo-Fenton reaction process using a Pyrex column photoreactor system surrounded by the 6 UVA irradiating lamps assembly. Color removal efficiencies of AO7 dye solutions was examined by measuring the maximum absorbance values using a spectrophotometer and was determined as concentration percentage. 
pH, temperature, H2O2 dosage, the dye concentration, and Fe+3/zeolite (mg/g) loading rates were performed and followed as Heterogeneous photo-Fenton process parameters. The optimum conditions were then determined as following; 35⁰C, pH 3 and 20 mmol H2O2. Iron loading studies were carried out in a shaker using 1/10 and 1/20 (g/g) FeCl3/zeolite ratios in acetone and amount of iron loaded onto the zeolite was found as 18.9 and 9.6 mg/g Fe+3/zeolite, respectively. On the other hand for mineralization studies total organic carbon removal was performed using catalysts with 18.9 mg/g Fe+3/zeolite loading ratio and removal efficiency was found as %20.6. 
Reuse efficiency of Zeolite rock plates modified with Fe+3 solutions was also examined in the process and the color removal efficiency was seen to drop off significantly on using same plates without Fe+3 loading. But the same plates were then remodified with Fe+3 solutions for 2nd and 3rd run and the color removal efficiencies were increased further compared to the first run.