Bisfenol A'nın grafen oksit ve grafitik karbonnitrür kompozit fotokatalizörleri ile oksidasyonunun incelenmesi
Investigation of oxidation of bisphenol A with graphene oxide and graphitic carbon nitride composite photocatalyst
Yazar: EZGİ YAKAR
Danışman: PROF. DR. BELGİN GÖZMEN SÖNMEZ
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Bisfenol A = Bisphenol A ; Fotokatalitik = Photocatalytic ; Fotokatalitik yöntem = Photocatalytic method ; Grafen oksit = Graphene oxide ; Kompozitler = Composites

Özet:
Bu çalışmada, çevresel sularda tespit edilen damacana, biberon, oyuncak, vb. gibi çok sayıda plastik yapının üretiminde kullanılan endokrin yıkıcı Bisfenol A bileşiğinin fotokatalitik, sonokatalitik ve kombine sono-fotokatalitik oksidasyonu gerçekleştirildi.  Sono-fotokatalitik oksidasyon sisteminde kullanılmak üzere CoFe2O4, GO-TiO2, GO-CoFe2O4, g-C3N4-TiO2 ve g-C3N4-CoFe2O4 heterojen katalizörler farklı yöntemlerle sentezlenerek, FT-IR, SEM-EDS XRD analizleri ile karakterizasyonları gerçekleştirildi. Ultrasonik sistem (US), UV-vis ışın kaynağı, oksidan ve katalizörlerin tek başına BPA gideriminde etkili olmadığı ancak sono-fotokatalitik oksidasyonun (US/UV/Oksidan/Katalizör) BPA bozunma ve mineralizasyonunda etkili bir yöntem olduğu belirlendi. Oksidan olarak hidrojenperoksit ve persülfatın (PS) etkisi incelendiğinde, hidrojenperoksit oksidanının düşük BPA derişimlerinde etkili olduğu, persülfatın ise yüksek BPA derişimlerinde de etki gösterdiği belirlendi ve oksidan olarak PS seçildi. Persülfat oksidan derişiminin etkisi 0-16 mM derişim aralığında test edildi ve 16 mM PS kullanıldığında %100 bozunma sağlandı. Katalizör miktarındaki artışın fotona duyarlı yüzeyde artış sağladığı ve oksidasyon verimini arttırdığı gözlendi. Hazırlanan katalizörlerin BPA mineralizasyon etkinliği şu sıralamada elde edildi: GO- CoFe2O4 > GO-TiO2 TBT (%5) > GO-TiO2 (%5) > GO-TiO2 (%2) = g- C3N4-TiO2 (%5) > GO-TiO2 (%1) > CoFe2O4 > g-C3N4-CoFe2O4 > g-C3N4-TiO2 (%2) > g-C3N4-TiO2 (%1). İki saat oksidasyon sonrası en yüksek %62 en düşük %22 TOK giderimi sağlandı.

Abstract:
In this study, photocatalytic, sonocatalytic, and combined sono-photocatalytic oxidations of the endocrine-destructive BPA compound, used in the production of a large number of plastic structures such as demijohns, feeding bottles, toys, etc., detected in environmental waters, were performed. To be used in the sono-photocatalytic oxidation system, CoFe2O4, GO-TiO2, GO-CoFe2O4, g-C3N4-TiO2, and g-C3N4-CoFe2O4 heterogeneous catalysts were synthesized by different methods, and their characterizations were performed by FT-IR, SEM-EDS XRD analysis. It was determined that the ultrasonic system (US), UV-vis beam source, oxidant, and catalysts are not effective in BPA removal alone, but sono-photocatalytic oxidation (US / UV / Oxidant / Catalyst) is an effective method in BPA degradation and mineralization. When the effect of hydrogen peroxide and persulfate (PS) as oxidant was examined, it was determined that the hydrogen peroxide oxidant was effective at low BPA concentrations, and persulfate was also effective at high BPA concentrations and PS was chosen as the oxidant. The effect of persulfate oxidant concentration was tested in the range of 0-16 mM, and 100% degradation removal was achieved at 16 mM PS concentration. It was observed that the increase in the amount of catalyst increased the photon sensitive surface and increased oxidation efficiency. The BPA mineralization efficiency of the prepared catalysts was obtained in the following order: GO- CoFe2O4 > GO-TiO2 TBT (%5) > GO-TiO2 (%5) > GO-TiO2 (%2) = g- C3N4-TiO2 (%5) > GO-TiO2 (%1) > CoFe2O4 > g-C3N4-CoFe2O4 > g-C3N4-TiO2 (%2) > g-C3N4-TiO2 (%1) was observed. After two hours of oxidation, the highest 62% and the lowest 22% TOC removal was achieved.