TiO2 photocatalytic degradation of substituted resorcinols: Kinetic and mechanistic studies
Takılandırılmış resorsinollerin TiO2 yarıiletkeni ile fotokatalitik degradasyonu: Kinetik ve mekanistik çalışmalar
- Tez No: 82956
- Danışmanlar: PROF. DR. YÜKSEL İNEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Fotokatalitik, Titanyum dioksit, Yarı iletkenler, Photocatalytic, Titanium dioxide, Semiconductors
- Yıl: 1999
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
1,3- dihidroksibenzen (1,3-DHB) (resorsinol) ve takılandırılmış resorsinoller, 3,5-dihidroksitoluen (3,5-DHT), l,3-dihidroksi-5-metoksibenzen (1,3-DHMB) ve 3,5-dihidroksibenzoik asit (3,5-DHBA)'in TİO2 içeren sulu çözeltilerdeki fotokatalitik degradasyonu, kinetik ve mekanistik olarak inceledi. Reaktanlann başlangıç konsantrasyonları, ortamın pH'sı, sıcaklık, foton akısı ve ışıklandırılma süresinin etkileri detaylı olarak belirlendi. 1,3-DHMB ve 3,5-DHBA sıfınncı dereceden kinetiğe uyarken, 1,3-DHB ve 3,5-DHT'in ise yalancı birinci dereceden kinetiğe uyum sağladığı bulundu. Langmuir türünden elde edilen grafik reaksiyonların TİO2 yüzeyinde oluştuğunu onayladı. 3,5-DHBA en yüksek verimliliği doğal pH değerinde (pH=4.4) verirken 1,3-DHB, 3,5-DHT ve 1,3-DHMB en yüksek verimliliği pH 9.0'da verdiler. 1,3-DHB, 3,5-DHT, 1,3-DHMB ve 3,5-DHBA için aktivasyon enerjileri sırasıyla 11.2 kJ/mol, 17.4 kJ/mol, 17.1 kJ/mol ve 10.3 kJ/mol olarak bulundu. Bağıl nicem verimliliği fikrine göre 1,3-DHB, 3,5-DHT, 1,3-DHMB ve 3,5-DHBA nicem verimlilikleri sırasıyla 0.34, 0.22, 0.35 ve 0.38 olarak saptandı. Tİ02 yüzeyinin Fe3+, Ni2+, Zn2+, Nb5+, Ta5+, Co2+, Mn2+, Al3+, Cr3+ ve V+ ionlan ile katkılandınlmasının reaktan moleküllerinin fotokatalitik degradasyonunu etkilediği belirlendi. Metallerin fotoaktivitelerinde enerji düzeylerindeki farklılıkların, elektronik konfigürasyonlannın, yük tutma ve yük bırakma reaksiyonlarının, yük göçmesi ile yük birleşmesinin ve yüzey alanındaki yük aktarımının etken olduğu saptandı. Fe3+ ionu en yüksek verimliliği gösterdi.
Özet (Çeviri)
The photocatalytic degradation of 1,3-dihydroxybenzene (1,3-DHB) (resorcinol) and the substituted resorcinols, 3,5-dihydroxytoluene (3,5-DHT), l,3-dihydroxy-5- methoxybenzene (1,3-DHMB) and 3,5-dihydroxybenzoic acid (3,5-DHBA) in the presence of aqueous suspensions of TİO2 are investigated kinetically and mechanistically. The effects of initial concentrations of the reactants, the pH of the medium, temperature, incident photon flux, and irradiation time are examined in detail. It is found that 1,3-DHB and 3,5-DHT obey pseudo-first order kinetics whereas 1,3-DHMB and 3,5- DHBA obey zero order kinetics. The Langmuir type of plot confirms that reactions take place on the surface of Ti02. 1,3-DHB, 3,5-DHT, and 1,3-DHMB are found to be most efficient at pH 9.0 while 3,5-DHBA had highest efficiency at its natural pH 4.4. The activation energy is found as 11.2 kJ/mol, 17.4 U/mol, 17.1 kJ/moL, and 10.3 kJ/mol for 1,3- DHB, 3,5-DHT, 1,3-DHMB, and 3,5-DHBA respectively. Based on the relative photonic efficiency concept, the quantum yield is found as 0.34, 0.22, 0.35, and 0.38 for 1,3- DHB, 3,5-DHT, 1,3-DHMB, and 3,5-DHBA respectively. Deposition of Fe3+, Ni2+, Zn2+, Nb5+, Ta5+, Co2+, Mn2+, Al3+, Cr3+ and V*+ on the surface of TİO2 affects the photocatalytic degradation of reactant molecules. Differences in energy levels, electronic configurations, and reactions of charge trapping, charge release and migration as well as recombination and interfacial charge transfer are found to be effective in the photoactivities of the metals. Fe3+ showed the highest efficiency.
Benzer Tezler
- Photocatalytic degradation of phthalic anhydride and dicarboxylic acids
Başlık çevirisi yok
AYŞE NEREN ÖKTE
- Suda çözünmüş organik azotlu bileşiklerin fotokatalitik degradasyonla tayini
The determination of dissolved organic nitrogen compounds by photocatalytic degradation
NESUHİ AKDEMİR
- The Effect of aqueous medium on the photocatalytic degradation of natural organic matter
Doğal organik maddelerin fotokatalitik degredasyonunda su ortamının etkisi
YAŞAR BAKİ
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Çevre MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİRAY BEKBÖLET
- Effect of ionic species on the photocatalytic removal of humic substances in natural waters
İyonların doğal sularda bulunan humik maddelerin fotokatalitik giderimine olan etkileri
GONCA AKDOĞAN
