Çok duvarlı karbon nanotüp@ZnO hibrit malzemesinin sentezi ve atık sularda bulunan organik kirleticilerin gideriminde kullanımı
Synthesis of multi-walled carbon nanotube@ZnO hybrid material and its use in removal of organic pollutants in wastewater
Yazar: HASAN YURDAKAN
Danışman: PROF. DR. ERTUĞRUL ŞAHMETLİOĞLU
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Endüstriyel atık su = Industrial waste water ; Fotokatalitik yöntem = Photocatalytic method ; Hibrit malzemeler = Hybride materials ; Metilen mavisi = Methylene blue ; Metilen mavisi = Methylene blue ; Organik boyar maddeler = Organic dyestuffs

Özet:
Şüphesiz canlı yaşamının olmazsa olmaz kaynaklarının başında su gelir. Nüfus artışına bağlı olarak metal, tekstil ve boya endüstrilerine duyulan ihtiyaç artmakta bu da endüstriyel amaçlı su kullanımını artırmakta ve aynı oranda su kaynaklarının kirlenmesi hızlandırmaktadır. Sularda ki kirlilik doğal yollarla yok olmayan veya kalıcılık arz eden organik maddelerden meydana gelmektedir. Sulardaki kirlilik tüm canlılar için yüksek zarar verici niteliktedir. Yalnızca insanlar üzerinde değil bitkiler ve hayvanlar üzerinde de yok edici etkileri görülmektedir. Bu yüzden su kirliliği tedbir alınması gereken önemli bir husus haline gelmiştir. Atık suların geleneksel metodlarla arıtılması işlemlerinin tekstil, endüstri ve sanayii tabanlı organik kirlilikler üzerinde yeterince etkin olmadığı tespit edilmiştir. Oksidasyon işlemlerinden olan fotokataliz ise su kirliliğine sebep olan çeşitli kirleticilerin uzaklaştırılmasında kullanılan geliştirilmiş bir yöntemdir. Son yıllarda bu yöntemlerin en popüleri ise yarı iletken malzemelerin fotokatalizör olarak kullanılmasıdır. 
Bu çalışmada ZnO-MWCNT tabanlı fotokatalizörler geliştirerek, boyar maddelerden olan MB'nin ileri oksidasyon yöntemlerinden fotokatalitik oksidasyon tekniği ile giderilmesi ve suda bulunan boyar maddelerin giderilmesini etkileyen faktörlerin incelenmesi hedeflenmiştir. Fotokatalizör sentezinde hidrotermal yöntem ile ZnO-MWCNT fotokatalizörü elde edilmiştir. Yapılan sentezler sonucunda elde edilen fotokatalizörler UV-Vis, XRD, FT-IR ve FE-SEM analizlerine tabi tutularak karakterizasyon testleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan sentezler sonucunda elde edilen fotokatalizörler fotoreaktör içinde fotokatalitik performanslarının tespiti yapılmıştır. Ultraviyole ışık kaynağı kullanılarak oda koşullarında 40 ppm boya çözeltisi içerisine farklı madde miktarlarında fotokatalizör ilave edilerek boya giderimleri belirli sürelerde gözlemlenmiştir. ZnO-MWCNT ye ait fotokatalitik performans ölçümleri metilen mavisi ile gerçekleştirildiğinde. 100 mg ZnO-MWCNT fotokatalizörü kullanımında ve 400 W UV ışık kaynağı kullanımında en iyi yüzde giderim sonucuna ulaşılmıştır. 

Anahtar Kelimeler: Fotokatalitik aktivite, atık su, boyar madde giderimi, metilen mavisi

Abstract:
Surfaces Undoubtedly, water is one of the indispensable sources of life. Depending on the population growth, the need for metal, textile and dye industries increases, which increases the use of water for industrial purposes and at the same rate accelerates the pollution of water resources. Pollution in the waters consists of organic substances that do not disappear naturally or are permanent. Pollution in water is highly harmful for all living things. It has devastating effects not only on humans but also on plants and animals. Therefore, water pollution has become an important issue to be taken precautions. It has been determined that the treatment of wastewater with traditional methods is not effective enough on textile, industry and industrial-based organic pollution. Photocatalysis, one of the oxidation processes, is an improved method used to remove various pollutants that cause water pollution. The most popular of these methods in recent years is the use of semiconductor materials as photocatalysts. 
In this study, it was aimed to develop ZnO-MWCNT-based photocatalysts, to remove methylene blue, which is one of the dyestuffs, by photocatalytic oxidation technique, which is one of the advanced oxidation methods, and to examine the factors affecting the removal of dyestuffs in water. In photocatalyst synthesis, ZnO-MWCNT photocatalyst was obtained by hydrothermal method. The photocatalysts obtained as a result of the syntheses were subjected to UV-Vis, XRD, FT-IR and FE-SEM analyzes and characterization tests were carried out. The photocatalytic performances of the photocatalysts obtained as a result of the synthesis were determined in the photoreactor. By using an ultraviolet light source, different amounts of photocatalyst were added to the 40 ppm dye solution at room conditions and the dye removal was observed for certain periods. Photocatalytic performance measurements of ZnO-MWCNT were performed with methylene blue. The best percent removal result was obtained in the use of 100 mg of ZnO-MWCNT photocatalyst and the use of 400 W UV light source. 

Keywords: Photocatalytic activity, wastewater, dye removal, methylene blue