2,4 diklorofenoksiasetik asitin fotokatalitik degredasyonu için titanyum dioksit üretim prosesinin optimizasyonu
Optimization of titanium dioxide production process for photocatalytic degradation of 2,4 dichlorophenoxyacetic acid
Yazar: YELİZ YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. DİLEK DURANOĞLU DİNÇER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Pestisitlerin, topraktaki taşınabilirliği ve sürekliliği nedeniyle yer altı sularına karışma ve ayrıca sudaki yüksek çözünürlüğü nedeniyle suda uzun süre kalma potansiyelleri yüksektir. 2,4 Diklorofenoksi asetikasit (2,4D) dünyada en çok kullanılan pestisitlerin başında gelmektedir. Kolay kullanılabiliyor olması ve ucuz olması tarımda kullanımını arttırmaktadır. Pestisitlerin sulardan ve topraktan giderimi üzerine biyolojik ve kimyasal olarak birçok çalışma yapılmaktadır. Fotokatalitik degradasyon ile kimyasal kullanmaksızın, organik kirliliklerin küçük ve zararsız türlere bozunumunun gerçekleşmesi sağlanır. Bu çalışmada sol-jel yöntemi ile üretilen TiO2 fotokatalizörü ile ülkemizde yaygın olarak kullanılan bir pestisit olan 2,4 Diklorofenoksiasetik asitin (2,4D) fotokatalitik degradasyonu incelenmiştir. TiO2 sentezi Box Behnken Deneysel Tasarım Metodu uygulanarak incelenmiştir. Seçilen üç farklı parametrenin (Titanyum isopropoksit (TIP) miktarı, HNO3 konsantrasyonu ve yaşlandırma süresi) etkileri incelenmiş ve optimize edilmiştir. Belirlenen optimum şartlarda üretilen TiO2 numuneleri XRD, SEM, boyut analizi ile karakterize edilmiş ve 2,4 D'in fotokatalitik degradasyon hızı belirlenen optimum koşul 1 (TIP miktarı: 24,08mL, HNO3 konsantrasyonu: 3,53 M ve
yaşlandırma süresi:2,29 saat) ve optimum koşul 2 (TIP miktarı:10,33mL, HNO3 konsantrasyonu: 0 M ve yaşlandırma süresi:19,51 saat) için sırasıyla 0,0084 ve 0,0085 dak-1 olarak belirlenmiştir.

Abstract:
Pesticides can be transferred to surface and ground water both by soil and air due to their mobility and persistancy in soil. In addition they have high potential to remain in water for a long time due to its high solubility. 2,4 Dichlorophenoxy acetic acid (2,4D) is one of the most commonly used pesticides in the world. Its ease of use and cheapness increase its use in agriculture. Many biological and chemical studies are carried out on the removal of pesticides from water and soil. It is ensured that organic impurities are degraded to small and harmless species without using chemicals by photocatalytic degradation.
In this study, photocatalytic degradation of 2,4 Dichlorophenoxyacetic acid (2,4D), a pesticide commonly used in our country, was investigated by TiO2 photocatalyst produced by sol-gel method. TiO2 synthesis was investigated by applying the Box Behnken Experimental Design method with 3 different parameters (Titanium isopropoxide (TIP) amount, HNO3 concentration and aging time) and the parameters were optimized. TiO2 samples, which were synthesized with the optimum conditions, were characterized by XRD, SEM, size analysis and 2,4 D photocatalytic degradation rate was determined as 0,0084 min-1 for optimized condition 1 with the following parameters;
TIP amount: 24,08mL, HNO3 concentration: 3,53 M, aging time:2,29 hours and 0,0085 min-1 for optimized conditions 2 with the following parameters; TIP amount:10,33mL, HNO3 concentration: 0 M ve aging time: 19,51 hours.