Modeling the oxidative degradation of azo dyes
Azo boyaların oksitlenme yoluyla giderilmesinin modellenmesi
- Tez No: 152575
- Danışmanlar: PROF. DR. VİKTORYA AVİYENTE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
vıı ÖZET AZO BOYALARIN OKSİTLENME YOLUYLE GİDERİLMESİNİN MODELLENMESİ Bu çalışmada, Density Functional Teorisi (DFT) metodlan, reaktiflik indeksleri ve elektron yoğunluğu topolojisi yöntemleri kullanılarak azo boyaların oksitlenme yoluyle giderilmesinin, hidroksil radikalinin kromofora eklenme tepkimesini takip eden N-N bağı kırılması yoluyla gerçekleştiği gösterilmiştir. Deneysel olarak ileri sürülmüş iki adet tepkime mekanizmasının yapılan B3LYP/6-31G(d) seviyesinde optimize edilmiştir. Çözücü etkisi IEFPCM ab initio metoduyla incelenmiştir. Sübstitüent etkisi, hem hesapsal hem de kavramsal DFT yöntemleriyle ele alınmıştır. 4-(4'- Sulfofenilazo)fenol boyar maddesinin meta pozisyonuna Cl ve CH3 grupları takılarak, bağ kırılması mekanizmaları modellenmiştir. Azo boyalarmdaki azo-hidrazon totomerleşmesi hem DFT metodlan hem de Atoms in Molecules (AIM) analizi ile incelenmiştir. En kararlı totomer hem model yapılar hem de Asit Turuncu 7 (A07) ve Çözücü San 14 azo boyarmadde yapılan için belirlenmiştir. o-Hidroksil azo benzen için özel çözünen-çözücü etkileşimleri Moleküler Dinamik (MD) yöntemleri ve kuantum mekaniği hesaplanyla incelenmiştir. Azo boyalarda çok rastlanan sulfonil grubunun totomerleşmeye pek fazla bir etkisi olmadığı gözlenmiştir. A07 ve Asit Turuncu 8 (A08) azo boyalan için hidrazon totomerinin oksitlenerek indirgenme tepkimesi DFT hesaplanyla, MPWlK/6-31G(d) seviyesinde modellenmiştir. Hidroksil radikalinin azo bağım taşıyan karbon atomuna saldırmasıyla oluşan katma ürünü oluşmasının azot atomuna saldınyla oluşan ürün oluşmasına enerji olarak tercih edildiği saptanmışta. Aynca, A08 yapısında bulunan CH3 grubundan hidrojen kopanlması tepkimesinin radikal eklenmesi tepkimesiyle rekaber ettiği ve bunun da renk giderimi hızlan arasinda fark yarattığı gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
VI ABSTRACT MODELING THE OXIDATIVE DEGRADATION OF AZO DYES DFT methods, reactivity indices and electron density topology have been used to show that oxidative degradation of azo dyes occurs through the cleavage of the N-N bond following hydroxyl radical addition to the chromophore. Structures for both experimentally proposed reaction pathways have been optimized at the B3LYP/6-31G(d) level of theory. The effect of solvent was allowed using the IEFPCM method. The effect of substituents has been investigated by using computational and conceptual DFT methods. The geometries for two experimentally proposed reaction pathways for CI- and CH3 substituted azo dye 4-(4'- sulfophenylazo)phenol are optimized at the B3LYP/6-31G(d) level of theory. Azo- hydrazone tautomerism in azo dyes has been modeled by using density functional theory (DFT) and atoms-in-molecules (AIM) analysis of the electron density. Bulk solvent effect was examined using the self-consisted reaction field model. Special solute-solvent interactions were further investigated for o-hydroxyl azo benzene after defining the first- solvation shell by molecular dynamics calculations. The effect of sulfonyl group substitution that is common in azo dyes was found to be minor in the azo hydrazone tautomerism. The oxidative degradation mechanism of the hydrazone tautomer for the dyes Acid Orange 7 and Acid Orange 8 has further been modeled by means of density functional theory calculations at the MPWlK/6-31G(d) level. The adduct formation by hydroxyl radical attack to the carbon atom bearing the azo linkage was found to be more preferred over the attack on nitrogen atom. A competing reaction of hydrogen abstraction from CH3 was responsible for the color removal rate difference between two dyes.
Benzer Tezler
- Effects of ozonation and the O3/H2O2 process on the biological treatment of synthetic penicillin formulation wastewater
Sentetik penisilin formülasyon atıksularının biyolojik arıtımı üzerine ozonlama O3/H2O2 proseslerinin etkileri
HANDE SARUHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. EMİNE UBAY ÇOKĞÖR
- Aktif çamurda çoklu substrat gideriminin modellenmesi
Modelling of multiple substrate removal in activated suludge process
GÜLEN EREMEKTAR
Doktora
Türkçe
1997
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OLCAY TÜNAY
- Havasız arıtmanın fizikokimyasal dengelerle modellenmesi
The Modelling of anaerobic digesters with physico-chemical equilibria
GÜLER DARTAN (DEMİR)
- Photocatalytic degradation of phthalic anhydride and dicarboxylic acids
Başlık çevirisi yok
AYŞE NEREN ÖKTE
- Evsel atıksularda çökebilir KOI ayrışmasının deneysel incelenmesi ve modellenmesi
Experimental assessment and modelling of settleable COD biodegradation in domestic wastewaters
DİDEM OKUTMAN