Mikrodalga enerjisi ile hazırlanan metal oksit/aktif karbon kompozitleri ile bazı endokrin bozucu maddelerin giderimi
Removal of some endocrine disrupting compounds with metal oxide/activated carbon composites prepared with microwave energy
- Tez No: 979970
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YAVUZ GÖKÇE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Endokrin bozucu kimyasallar, hormon sistemine etki ederek insan sağlığı ve ekosistem üzerinde olumsuz sonuçlar doğuran, düşük derişimlerde dahi risk oluşturabilen bileşiklerdir. Bu tür maddelerden biri olan bisfenol A (BPA) ile antibiyotik sınıfına giren siprofloksasin (CIP), sucul ortamlarda kalıcı özellik göstermeleri nedeniyle önemli çevresel kirleticiler arasında yer almaktadır. Bu çalışmada, söz konusu kirleticilerin giderimine yönelik çevre dostu aktif karbon kompozitleri geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, tarımsal atıkların geri kazanımı yaklaşımıyla çay atığından mikrodalga yöntemi kullanılarak 1.5, 2 ve 3 dk sürelerinde aktif karbon/metal oksit kompozitleri sentezlenmiştir. Kimyasal aktivasyon için çinko klorür ve fosforik asit ve katkı maddesi olarak bakır oksit ve çinko oksit ile modifiye edilen aktif karbon kompozitleri geliştirilmiştir. Üretilen kompozitlerin kimyasal, fiziksel ve elementel özellikleri FTIR, BET, XRD, SEM ve EDS analizleri ile incelenmiştir. BET yüzey alanı değerlerinin 89–1160 m²/g aralığında değiştiği ve sentez koşulları ile metal oksit katkısına bağlı olarak önemli farklılıklar gösterdiği belirlenmiştir. Emdirme oranı arttıkça yüzey alanı değerlerinin arttığı görülmüştür. Çinko klorür ile yapılan üretimlerde metal oksit katkısının başarılı bir şekilde gerçekleştiği XRD analizleri ile kanıtlanmıştır. Emdirme oranı ve metal oksit katkısı parametrelerinin kıyaslanması adına seçilen örnek seti adsorpsiyon işlemlerine tabii tutulmuştur. Adsorpsiyon deneyleri sonucunda, seçilen ÇaZ2Cu0025 ve ÇaZ2Zn0025 adlı örneklerin siprofloksasin için 625 mg/g maksimum adsorpsiyon kapasitesi gösterdiği ve Freundlich izotermine uyumlu olduğu, ÇaH3Cu005-md3 adlı örneğin bisfenol A adsorpsiyonunda 526 mg/g maksimum adsorplama kapasitesi gösterdiği ve Langmuir izotermine uyumlu olduğu belirlenmiş olup bu örneklerin CIP ve BPA gideriminde yüksek verimlilik gösterdiği belirlenmiştir. Metal oksit katkısının ve mikrodalga enerjisinin yüzey gözenekliliğini geliştirerek kirletici tutulumunu artırdığı ortaya konmuştur. Elde edilen bulgular, tarımsal atıklardan elde edilen metal oksit katkılı aktif karbon kompozitlerinin endokrin bozucu kimyasalların uzaklaştırılmasında etkin ve sürdürülebilir bir alternatif sunduğunu göstermektedir. Bu çalışma, hem çevresel kirleticilerin kontrolüne hem de atık yönetimine katkı sağlayabilecek yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Endocrine-disrupting chemicals are compounds that interfere with the hormonal system, leading to adverse impacts on human health and ecosystems, and posing risks even at low concentrations. Among these, bisphenol A (BPA) and ciprofloxacin (CIP), classified as an antibiotic, are recognized as significant environmental pollutants due to their persistence in aquatic environments. This study aimed to develop environmentally friendly activated carbon composites for the removal of these contaminants. Within this scope, activated carbon/metal oxide composites were synthesized from tea waste through the microwave method at exposure times of 1.5, 2, and 3 minutes, following the principle of agricultural waste valorization. Zinc chloride and phosphoric acid were employed as chemical activating agents, while copper oxide and zinc oxide were incorporated as modifying additives. The chemical, physical, and elemental characteristics of the produced composites were examined using FTIR, BET, XRD, SEM, and EDS analyses. The BET surface area values were found to range between 89 and 1160 m²/g, exhibiting significant variations depending on synthesis conditions and the presence of metal oxides. It was observed that higher impregnation ratios led to increased surface area values. XRD analyses confirmed the successful incorporation of metal oxides in the composites synthesized with zinc chloride. For comparison of the impregnation ratio and metal oxide contribution, a selected set of samples was subjected to adsorption experiments. The results revealed that the samples designated ÇaZ2Cu0025 and ÇaZ2Zn0025 demonstrated maximum adsorption capacities of 625 mg/g for ciprofloxacin, fitting the Freundlich isotherm, while the sample ÇaH3Cu005-md3 achieved a maximum adsorption capacity of 526 mg/g for bisphenol A, conforming to the Langmuir isotherm. These findings indicate that the selected composites exhibited high efficiency in the removal of both CIP and BPA. Furthermore, it was demonstrated that the addition of metal oxides and the application of microwave energy enhanced surface porosity, thereby improving pollutant adsorption. The results obtained demonstrate that metal oxide-modified activated carbon composites derived from agricultural waste offer an effective and sustainable alternative for the removal of endocrine-disrupting chemicals. This study provides an innovative approach that contributes both to the control of environmental pollutants and to waste management strategies.
Benzer Tezler
- Süperkapasitör ve kataliz uygulamaları için koordinasyon polimerleri kullanılarak ikili metal oksitlerin hazırlanması
Preparation of binary metal oxides derived from coordination polymers for supercapacitor and catalysis applications
AKIN SARIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
EnerjiKırklareli ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH SEMERCİ
- rGO/MIL-101/PANI kompozitlerinin hazırlanması ve elektrokimyasal özelliklerinin araştırılması
Preparation and electrochemical properties of rGO/MIL-101/PANI composites
KEVSER GÜNDUĞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya MühendisliğiKırklareli ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH SEMERCİ
- Investigating the effects of micro arc oxidation (MAO) process on thermal and elevated temperature mechanical properties of AZ91 MG alloy
AZ91 MG alaşımlarının termal ve yüksek sıcaklık mekanik özelliklerine mikro ark oksidasyon (MAO) prosesinin etkilerinin incelenmesi
EKİN SELVİ
Doktora
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- PEM yakıt pilleri için metal oksit destekli katalizör geliştirilmesi
Development of metal oxide supported catalyst for PEM fuel cells
MEHMET KORAY ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. AYŞE BAYRAKÇEKEN YURTCAN
- Boya duyarlı güneş pilleri için ditizon metal kompleks boyalar geliştirilmesi
Development of dithizone metal complex dyes for dye sensitized solar cells
BURAK ÜNLÜ