Production of floating photocatalytic composite particles by membrane emulsification and pickering emulsion methods and evaluation of their photocatalytic activity
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2018
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
In this thesis, floating photocatalytic particles were produced by membrane emulsification and Pickering emulsion methods, which are methods being attractive recently with the ability to produce particles of homogenous size distribution and enhanced stability compared to conventional emulsification methods, in order to increase photocatalytic efficiency of TiO2 particles in wastewater treatment and to minimize their disadvantages. For assessment of photocatalytic activities of composite particles coated with TiO2 nanoparticles, a herbicide with endocrine disrupting effects called atrazine was chosen as model contaminant, and effects of parameters such as type of photocatalyst, amount of TiO2, initial organic pollutant concentration, pH, and stirring on photodegradation of atrazine were studied. A TiO2 based floating composite photocatalyst was successfully produced with membrane emulsification and Pickering emulsion methods with a particle size of 110 µm when the core phase was introduced as oleic acid. At optimum conditions, the composite particles were able to remove atrazine from water up to 97% with relatively high reaction rates. When the surface was covered at higher degrees, the degradation of atrazine was improved. As selected initial atrazine concentration and amount of composite catalyst used were increased, higher reaction rate constants were obtained. Photodegradation efficiency at strongly acidic pH value of 1.90 is found to be higher compared to strongly basic pH of 9.30.
Bu tez çalışması kapsamında, yüksek fotokatalitik özelliğe sahip TiO2 taneciklerini su arıtımında daha etkili kullanabilmek ve sahip olduğu dezavantajları minimize etmek üzere klasik emülsiyon hazırlama yöntemlerine göre son yıllarda önemi gittikçe artan ve homojen boyut dağılımına sahip daha kararlı taneciklerin üretiminde uygulanmakta olan membran emülsifikasyon ve Pickering emülsiyon yöntemlerine başvurulmuş ve bu nano tanecikler yağ fazının yüzeyine kaplanarak yüzebilen fotokatalitik kompozit tanecikler üretilmiştir. TiO2 nanotanecikleri ile kaplı bu kompozit taneciklerin fotokatalitik aktivitelerini incelemek için model kirletici olarak bir tarım ilacı olan ve aynı zamanda hormon bozucu özelliği olan atrazin seçilmiştir. Fotokatalizör türü, fotokatalizörün yüzeyi kaplama yüzdesi, organik kirletici derişimi, pH ve karıştırma gibi parametrelerin atrazinin fotokatalitik olarak bozundurulması üzerindeki etkileri incelenmiştir. Membran emülsifikasyon ve Pickering emülsiyon yöntemleriyle oleik asitin yağ fazı olarak kullanıldığı koşullarda ortalama 110 µm boyutuna sahip yüzebilen fotokatalitik kompozit tanecikler üretilmiş ve bu taneciklerin atrazini sudan optimum koşullarda %97 oranında giderebildiği görülmüştür. Yapılan çalışmalar sonucu, kullanılan kompozit tanecik miktarı ve atrazin derişimi arttıkça reaksiyon hız sabitinin arttığı belirlenmiştir. Kuvvetli asidik pH'da (1.90) elde edilen fotokatalitik bozundurma veriminin kuvvetli bazik pH'da (9.30) elde edilen verime göre daha yüksek olduğu görülmüştür.
Bu tez çalışması kapsamında, yüksek fotokatalitik özelliğe sahip TiO2 taneciklerini su arıtımında daha etkili kullanabilmek ve sahip olduğu dezavantajları minimize etmek üzere klasik emülsiyon hazırlama yöntemlerine göre son yıllarda önemi gittikçe artan ve homojen boyut dağılımına sahip daha kararlı taneciklerin üretiminde uygulanmakta olan membran emülsifikasyon ve Pickering emülsiyon yöntemlerine başvurulmuş ve bu nano tanecikler yağ fazının yüzeyine kaplanarak yüzebilen fotokatalitik kompozit tanecikler üretilmiştir. TiO2 nanotanecikleri ile kaplı bu kompozit taneciklerin fotokatalitik aktivitelerini incelemek için model kirletici olarak bir tarım ilacı olan ve aynı zamanda hormon bozucu özelliği olan atrazin seçilmiştir. Fotokatalizör türü, fotokatalizörün yüzeyi kaplama yüzdesi, organik kirletici derişimi, pH ve karıştırma gibi parametrelerin atrazinin fotokatalitik olarak bozundurulması üzerindeki etkileri incelenmiştir. Membran emülsifikasyon ve Pickering emülsiyon yöntemleriyle oleik asitin yağ fazı olarak kullanıldığı koşullarda ortalama 110 µm boyutuna sahip yüzebilen fotokatalitik kompozit tanecikler üretilmiş ve bu taneciklerin atrazini sudan optimum koşullarda %97 oranında giderebildiği görülmüştür. Yapılan çalışmalar sonucu, kullanılan kompozit tanecik miktarı ve atrazin derişimi arttıkça reaksiyon hız sabitinin arttığı belirlenmiştir. Kuvvetli asidik pH'da (1.90) elde edilen fotokatalitik bozundurma veriminin kuvvetli bazik pH'da (9.30) elde edilen verime göre daha yüksek olduğu görülmüştür.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Membrane Emulsification, Pickering Emulsion, Tio2, Atrazine, Photocatalytic Degradation, Composite Photocatalyst, Membran Emülsifikasyon, Pickering Emülsiyon, Tio2, Atrazin, Fotokatalitik Bozundurma, Kompozit Fotokatalizör
