Catalytic reduction of organic pollutants using modified zeolitic imidazolate frameworks

Yükleniyor...
Küçük Resim

Tarih

2024

Dergi Başlığı

Dergi ISSN

Cilt Başlığı

Yayıncı

Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü

Erişim Hakkı

info:eu-repo/semantics/openAccess

Özet

Bu çalışmada, çevre ve insan sağlığı için tehlikeli olan 4-nitroanilin (4-NA) ve metiloranjın (MO) atık sulardan giderimi organik kirliliklerin katalitik indirgenmesi amaçlanmıştır. Katalitik indirgenme için imidazolat tipi metal organik ağ yapılarının katalitik performansı ve özellikleri incelenmiştir. İmidazolat tipi metal organik ağ yapısı için ZIF-67 seçilmiştir. Çalışma kapsamında sentezlenen malzeme, moleküler adsorpsiyon veya katalizör desteği gösteren HNT, CuO ve selüloz ile modifiye edilmiştir. Benzersiz kristal yapısı sebebiyle halloysit nanotüp (HNT), katalizörün yüzey alanı ve katalitik aktiviteyi artıran termal ve hidrolik kararlılığını artırması amacıyla bakır oksit (CuO) ve yüksek özgül yüzey alanı ve elektrostatik çekimi nedeniyle organik kirleticiler için faydalı adsorpsiyon özelliklerine sahip selüloz ile ZIF-67 modifiye edilmiştir. HNT ile desteklenen katalizör MO indirgenmesi için kullanılırken, CuO ve selüloz ile desteklenen katalizör ise 4-NA indirgenmesi için kullanılmıştır. ZIF-67'yi modifiye etmekteki temel amaç indirgenme performansını, yeniden kullanılabilirliğini artırmak ve maliyetini düşürmektir. Çalışma kapsamında tüm malzemelerin morfolojik ve yapısal özellikleri XRD, SEM-EDS, FTIR, N2 adsorpsiyon-desorpsiyonu ve XPS analizleri ile ortaya konmuştur. Katalitik indirgenme performansını etkileyen sıcaklık, organik kirlilik konsantrasyonu, katalizör miktarı, indirgeyici ajan miktarı gibi parametrelerin indirgenmeye etkisini anlamak için parametrik ve kinetik deney çalışmaları yapılmış, katalizörlerin yeniden kullanılabilirliklerine bakılmıştır.
In this study, the removal of 4-nitroaniline (4-NA) and methylorange (MO) which are hazardous to the environment and human health from wastewater and the catalytic reduction of organic pollutants were aimed. The catalytic performance and properties of imidazolate type metal organic network structures for catalytic reduction were investigated. Catalytic performance and properties of imidazolate type metal organic network structures were investigated for catalytic reduction. ZIF-67 was selected for the imidazolate type metal organic network structure. The synthesized material within the scope of the study was modified with HNT, CuO and cellulose, which show molecular adsorption or catalyst support. ZIF-67 was modified with halloysite nanotube (HNT) due to its unique crystal structure, copper oxide (CuO) to increase the surface area of the catalyst and thermal and hydraulic stability, which increases the catalytic activity, and cellulose, which has beneficial adsorption properties for organic pollutants due to its high specific surface area and electrostatic attraction. The catalyst supported by HNT was used for MO reduction, while the catalyst supported by CuO and cellulose was used for 4-NA reduction. The main purpose of modifying ZIF-67 was to increase its reduction performance, reusability and reduce its cost. The morphological and structural properties of all materials were determined by SEM-EDS, FTIR, XRD, N2 adsorption-desorption and XPS analyses within the scope of the study. Some parameters affect the catalytic reduction performance of organic pollutants, these parameters can be listed as temperature, amount of catalyst, initial concentration of organic pollution and amount of reducing agent. Parametric and kinetic studies were carried out to understand the effect of the relevant parameters, and the reusability of the catalysts was examined.

Açıklama

Anahtar Kelimeler

Metal-organic framework, 4-nitroaniline, methylorange, chemical reduction, catalyst., Metal organik a, 4-nitroanilin, metiloranj, kimyasal indirgenme, katalizör.

Kaynak

WoS Q Değeri

Scopus Q Değeri

Cilt

Sayı

Künye