Fotokatalitik, manyetik poli(etilenglikoldimetakrilat-vinil fosfonik asit) küre formunda polimerlerin sentezi, karakterizasyonu ve reaktif mavi 221 boyarmaddesinin adsorpsiyon-desorpsiyon ve fotokatalitik dekolorizasyon parametrelerinin araştırılması
Synthesis, characterization of photocatalytic, magnetic poly (EGDMA-VPA)-TİO2 polymer microspheres for the investigation of adsorption-desorption and photocatalytic decolorization of reactive blue dye
Yazar: ŞAHİN ÖZEL
Danışman: PROF. DR. ALİ KARA
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Boyarmaddelerin sulu çözeltiden giderilmesi amacıyla fotokatalitik özelliğe sahip, manyetik poli(etilenglikoldimetakrilat-vinil fosfonik asit) [m-poli(EGDMA-VPA)]-TiO2  çapraz bağlı mikroküreler, Fe3O4/TiO2 nanopartikülleri varlığında süspansiyon polimerizasyon yöntemiyle sentezlendi. [m-poli(EGDMA-VPA)]-TiO2 mikrokürelerin karekterizasyonları taramalı elektron mikroskobu (SEM), diferansiyel termal analiz (TG-DTA), Fourier Transform Infrared spektroskopisi (FT-IR), yüzey alanı ve gözeneklilik ölçümü Brunauer, Emmet ve Teller (BET), faz bilgisi X- Işığı Kırınımı (XRD), elementel analizi X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), manyetik özelliği Elektron Spin Rezonans (ESR) ve yüzey yükünün belirlenmesi Zeta potansiyeli ölçüm yöntemleriyle karakterize edildi. [m-poli(EGDMA-VPA)]-TiO2 mikrokürelerinin spesifik yüzey alanı 195,0 m2/g, şişme oranı, % 40.19. m-poli(EGDMA-VPA)]-TiO2  mikroküreleri için g faktörü 1,94 olması sentezlenen polimer kompozitin manyetik özellik kazandığını göstermektedir. Sentezlenen mikrokürelerin, sulu ortamdan Reaktif mavi 221 (RB 221) boyarmaddesi gideriminde kullanılabilirliği incelendi. Polimer mikrokürelerin adsorpsiyon, desorpsiyon ve fotokatalitik etki üzerine pH, başlangıç boyarmadde konsantrasyonu, sıcaklık, adsorban miktarı, zaman, gün ışığı, UV ışığı parametreleri incelendi. Maksimum adsorpsiyon pH 3,0'te; maksimum desorpsiyon 0,01M NaOH çözeltisinde olduğu gözlemlendi. Fotokatalitik dekolorizasyon için maksimum giderim pH 3'te olduğu belirlendi. Fotokatalitik dekolorizasyon için 298K'de %96 oranında giderim sağlandığı belirlendi. 
Adsorpsiyon prosesinin Langmuir ve Freundlich modellerine uygulanabilirlikleri araştırıldı ve Langmuir izotermine uygun olduğu belirlendi. Adsorpsiyon ve fotokatalitik dekolorizasyon kinetiği incelendiğinde yalancı 1. derece, yalancı 2. derece ve partikül içi difüzyon modelleri kullanıldı. Adsorpsiyon ve fotokatalitik dekolorizasyon için tepkime hız sabiti hesaplandı.

Abstract:
Magnetic photocatalytic poly (ethyleneglycoldimethacrylate-vinyl phosphonic acid) [m-poly (EGDMA-VPA)]-TiO2 crosslinked microspheres were synthesized by suspension polymerization in the presence of Fe3O4 / TiO2 nanoparticles to remove reactive blue 221 dye from aqueous solution. [m-poly (EGDMA-VPA)] - Characterization of TiO2 the microspheres scanning electron microscopy (SEM), differential thermal analysis (TG-DTA), Fourier Transform Infrared spectroscopy (FT-IR), surface area and porosity measurement Brunauer, Emmet and Teller (BET), phase information X-Ray Diffraction (XRD), elemental analysis X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), magnetic property Electron Spin Resonance (ESR) and surface charge determination were characterized by Zeta potential measurement methods. 
[m-poly (EGDMA-VPA)] - Specific surface area of TiO2 microspheres 195.0 m2/g, swelling rate, 40.19%. m-poly (EGDMA-VPA)] - For TiO2 microspheres, the g factor is 1.94, indicating that the synthesized polymer composite gains magnetic property. 
The usability of synthesized microspheres for the removal of Reactive blue 221 (RB 221) from aqueous medium was examined. PH, initial dye concentration, temperature, adsorbent amount, time, daylight, UV light parameters on adsorption, desorption and photocatalytic effect of polymer microspheres were examined. Maximum adsorption at pH 3.0; maximum desorption was observed in 0.01M NaOH solution. The maximum removal for photocatalytic decolorization was determined at pH 3. It was determined that 96% removal was achieved at 298 K for photocatalytic decolorization. The applicability of adsorption process to Langmuir and Freundlich models was investigated and determined to be suitable for Langmuir isotherm.
Adsorption and photocatalytic decolorization kinetics of the system were investigated. For this purpose, Pseudo first degree, false second degree and intraparticle diffusion models were used. Reaction rate constant was calculated for adsorption and photocatalytic decolorization.