Atık su uygulamalarına yönelik biyomalzeme katkılı çift fonksiyonlu manyetik nanokompozit sentezi
Biomaterial added dual functional magnetic nanocomposite synthesis for wastewater applications
- Tez No: 836646
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇİĞDEM DÖNMEZ GÜNGÜNEŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Biyoteknoloji, Çevre Mühendisliği, Chemistry, Biotechnology, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Atık su, boyar madde giderimi, manyetik nano kompozitler, fotokatalitik degradasyon, adsorpsiyon, Waste water, dyestuff removal, magnetic nanocomposites, photocatalytic degradation, adsorption
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hitit Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Malzemeler ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sanayileşmenin plansız ve hızlı yayılımı nedeniyle temiz su kaynakları ciddi oranda kirlenmektedir. Özellikle tekstil endüstrisi üretimlerine bağlı olarak oluşan atık su miktarı her geçen gün artmakta ve dünya çapında su kirliliğine neden olmaktadır. Dünya genelinde sınırlı miktarda bulunan ulaşılabilir temiz su rezervlerinin çeşitli toksik maddelerle kirlenmesi insan ve diğer tüm canlıların yaşamı için endişe vericidir. Bu sebeple tekstil endüstrisi başta olmak üzere endüstrinin birçok alanında yaygın olarak kullanılan Metilen Mavi (MM) ve Parlak Mavi R (PMR) boyar maddelerinin atık sulardan giderimi amaçlanmıştır. Seçilen boyaların adsorpsiyon ve fotokatalitik degradasyon prosesleri kullanılarak giderimi için üç farklı manyetik nanokompozit malzeme (MNK) tasarlanmıştır. Yapılan tez çalışmasında, adsorpsiyon prosesi için; molar birleşme oranı 1:1:1:1 olan Fe3O4/ZnO/CuO/ Gleditsia triacanthos (MNK1) ve Fe3O4/ZnO/CuO/Cynara scolymus (MNK2) olmak üzere iki farklı nanoadsroban sentezlenmiştir. Gerçekleştirilen ön denemeler sonucunda elde edilen veriler doğrultusunda çalışmanın MNK1 ile sürdürülmesine karar verilmiştir. MNK1 ile MM boyar maddesinin su ortamından adsorpsiyonla giderimi için kesikli sistemde; pH, adsorban miktarı, adsorbat derişimi, temas süresi, tuz etkisi, adsorpsiyon-desorpsiyon döngüsü ve gerçek atık su parametreleri çalışılmıştır. MM için optimum adsorpsiyon koşulları; 0,05 g adsorban miktarı için, 60 dk. temas süresi, 25 mg L-1 adsorbat derişimi ve pH: 7,17 (boya çözeltisinin orijinal pH değeri) olarak belirlenmiştir. Fotokatalitik degradasyon prosesi için; molar birleşme oranı 1:1:5:1 olan Fe3O4/ZnO/5CuO/ Gleditsia triacanthos (MNK3) nano fotokatalizörü sentezlenmiştir. PMR için optimum fotokatalitik degradasyon koşulları; 254 nm dalga boyu ışıkta, 0,02 g fotokatalizör miktarı, 120 dk temas süresi, 25 mg L-1 adsorbat derişimi ve pH: 7,54 (boya çözeltisinin orijinal pH değeri) olarak seçilmiştir. Adsorpsiyon verileri yalancı birinci dereceden, yalancı ikinci dereceden, tanecik içi difüzyon kinetik modelleri ve Langmuir, Freundlich, Dubinin-Radushkevic (D-R) izoterm modelleri ile değerlendirilmiştir. MNK'lerin karakterizasyonu, SEM, FT-IR, UV/GB, Zeta Potansiyeli, DLS ve Mössbauer Spektroskopisi ile gerçekleştirilmiştir. MNK'lerin, sitotoksisitelerinin analizinde MTT (3-(4,5-dimetildiyazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolyum bromür) ve LDH (Laktat Dehidrogenaz) teknikleri kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
The hasty and uncontrolled expansion of industrialization has led to severe contamination of clean water resources. The amount of wastewater, especially from the production of the textile industry, is increasing day by day and causes water pollution worldwide. Pollution of accessible clean water reserves, which are found in limited quantities throughout the world, with various toxic substances adversely affects the life of human beings and all other living things. For this reason, it is aimed to remove Methylene Blue (MB) and Bright Blue R (BBR) dyes, which are widely used in many areas of the industry, especially the textile industry, from wastewater. Three different magnetic nanocomposite materials (MNK) were designed for the removal of selected dyes via adsorption and photocatalytic degradation processes. In the thesis study, for the adsorption process; two different nano adsorbents were synthesized: Fe3O4/ZnO/CuO/ Gleditsia triacanthos (MNC1) and Fe3O4/ZnO/CuO/Cynara scolymus (MNC2) with a molar association ratio of 1:1:1:1. According to the data obtained from the preliminary experiments, it has been decided to continiue the study with MNC1. For the removal of MB dyestuff using MNC1 from water in the batch system; adsorption; pH, adsorbent amount, adsorbate concentration, contact time, salt effect, adsorption-desorption cycle and real wastewater parameters were studied. For 0.05 g adsorbent amount, optimum adsorption conditions for MB; were determined as; 60 min. contact time, 25 mg L-1 adsorbate concentration and pH: 7.17 (original pH value of the dye solution). For the photocatalytic degradation process; Fe3O4/ZnO/5CuO/ Gleditsia triacanthos (MNC3) nano photocatalyst with a molar coupling ratio of 1:1:5:1 was synthesized. Optimum conditions for photocatalytic degradation of BBR were determined to be 254 nm wavelength light, 0.02 g photocatalyst, 120 min contact time, 25 mg L-1 adsorbate concentration, and pH 7.54. (original pH value of the dye solution). Adsorption data were evaluated with pseudo-first-order, pseudo-second-order, intraparticle diffusion kinetic models and Langmuir, Freundlich, Dubinin-Radushkevic (D-R) isotherm models. Characterization of MNCs was performed by SEM, FT-IR, UV/GB, Zeta Potential, DLS and Mössbauer Spectroscopy. MTT (3-(4,5-dimethyldiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) and LDH (Lactate Dehydrogenase) techniques were used to analyze the cytotoxicity of MNKs.
Benzer Tezler
- Processing of polylactide nanofibrous and film structures: Effects of polymer blending and bio-additives on structure-property relationships
Polilaktit nanolif ve film yapılarının işlenmesi: Polimer karışımı ve biyo-katkıların yapı-özellik ilişkileri üzerine etkisi
HANDAN PALAK
Doktora
İngilizce
2025
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURÇAK KARAGÜZEL KAYAOĞLU
- Valorisation of whey components via enzymatic ceramic membranes for biopolymer synthesis and bio-based nanofiber membrane fabrication
Enzimatik seramik membranlar ile peynir altı suyu bileşenlerinin biyopolimer sentezi ve biyo-nanolif membran üretimi için değere dönüştürülmesi
SAMA ALI QAHTAN AL-MUTWALLI
Doktora
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA YÜKSEL İMER
PROF. DR. FRANK LİPNİZKİ
- Development of novel biopolyamide compounds as a green and sustainable alternative to petroleum derived polymers and their applications in medical field
Petrolden elde edilen polimerlere yeşil ve sürdürülebilir bir alternatif olarak özgün biyopoliamit bileşiklerinin geliştirilmesi ve tıbbi alanda uygulamaları
ŞEBNEM GÜLEL
Doktora
İngilizce
2024
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- Addressing stakeholders, solutions and conditions for attaining eco-friendly usage of plastic packaging
Plastik ambalajların çevre dostu kullanımını sağlamak için paydaşlara, çözümlere ve koşullara yönelik bir yaklaşım
KAYA SWANN
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Sosyolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilim, Teknoloji ve Toplum Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. ASLI ÖGÜT ERBİL
- Comparison of ultrafiltration and self-forming dynamic membranes in membrane bioreactors for municipal wastewater treatment
Membran biyoreaktörler ile evsel atık su arıtımında ultrafiltrasyon ve kendiliğinden oluşan dinamik membranların karşılaştırılması
AMR MUSTAFA ABDELRAHMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA EVREN ERŞAHİN