Fotokatalitik ozonlamayla sulu çözeltilerden ilaç giderimi
Pharmaceutical removal from aqueous solutions by using photocatalytic ozonation
Yazar: IŞIL NİHAN KORKMAZ
Danışman: PROF. DR. SEMRA KARACA
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, hidrotermal yöntemle sentezlenen ZnO nanoprtikülleri smektit sınıfından montmorillonit (K10) üzerine immobilize edilerek ZnO/MMT nanokompoziti hazırlandı. K10 montmorillonit kili, sentezlediğimiz ZnO nanopartikülleri ve ZnO/MMT nanokatalizörünün fizikokimyasal özellikleri X-ışınları kırınımı (XRD), fourier dönüşümlü infrared spektroskopi (FTIR), taramalı elektron mikroskopu (SEM), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX), yüksek çözünürlüklü geçirimli elektron mikroskobu (HRTEM), X-ışını floresans (XRF) ve Brunauer–Emmett–Teller (BET). analitik teknikleri kullanılarak karakterize edildi. Karakterizasyon sonuçlarından ZnO'in MMT yüzeyine başarılı bir şekilde immobilize edildiği ve elde edilen partiküllerin boyutunun 100 nm'nin altında olduğu anlaşıldı.Daha sonra hazırlanan ZnO/MMT fotokatalizör olarak kullanılarak fotokatalitik ozonlama prosesi ile antibiyotik sınıfından olan sulfamethoksazol (SMX)' ün sulu çözeltilerden fotokatalitik ozonlama ile giderimi çalışıldı. Giderim etkinliği üzerine SMX başlangıç konsantrasyonu, katalizör miktarı, çözeltinin başlangıç pH'ı, ozon gazı akış hızı gibi parametrelerin etkisi incelendi. Çeşitli proseslerle SMX gideirimi çalışıldı ve fotokatalitik ozonlama prosesinin etkinliği ortaya koyuldu. Bu durum, heterojen fotokataliz ve ozonlama arasındaki sinerjik etkiden kaynaklanmaktadır. Ayrıca hazırlanan ZnO/MMT'nin ZnO'e göre daha etkin olduğu anlaşıldı. Proses mekanizmasını ortaya koyabilmek için çeşitli inhibitörlerin etkisi çalışıldı. Son olarak SMX'in bozunma ara ürünleri GC-MS sepekrometresiyle tayin edildi.

Abstract:
In this study, ZnO/MMT nanocomposite was prepared by means of the immobilization of synthesized ZnO nanoparticles on montmorillonite from smectite class. The physicochemical properties of MMT (K10), synthesized ZnO nanoparticles and ZnO/MMT nanocomposite sample were characterized the analytical tecniques of X–ray fluorescence (XRF), X–ray diffraction (XRD),  fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), Energy–dispersive X–ray spectroscopy (EDX), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), Brunauer–Emmett–Teller (BET). From the results of characterization, it was found that ZnO was immobilized successfully  MMT surface and that the partıcular dimension obtained lower than 100 nm. Then, SMX removal from aqueous solutions was studied via photocatalytic ozonation process accompanied with ZnO/MMT photocatalyst. On the other hand, the influencing parameters on the SMX degradation efficiency such as SMX initial concentration, the quantity of catalyst, initial pH of the solution and the inlet flow rate of ozone gas were investigated. To exhibit the efficiency of photocatalytic ozonation process in SMX removal, the various processes were compared with each other for SMX degradation. The obtained results revealed the efficiency of photocatalytic ozonation process due to synergistic effect between heterogeneous photocatalysis and ozonation.. In addition to, ıt was understood that prepared ZnO/MMT became more effective than ZnO. In order to put forward mechanism of process, the effect of inorganic and organic scavengers were studied. Finally, degradation intermediates of SMX were assigned through the GC–MS analysis technique