Fotokimyasal ileri oksidasyon prosesleri ve soljel yöntemiyle sentezlenen fotokatalizör ile azo boyarmadde giderimi

Abstract

İleri oksidasyon prosesleri (İOP) özellikle yüksek çözünürlükleri ve düşük parçalanabilirlikleri nedeniyle tekstil endüstrisinde kullanılan reaktif azo boyaların gideriminde etkili bir seçenek olarak kullanılmaktadır. Çalışmanın ilk bölümünde UV tabanlı homojen ileri oksidasyon proseslerinden ultraviyole (UV) ışınlama, UV/hidrojen peroksit (UV/H2O2), UV/persülfat (UV/S2O8 -2 ) ve UV/peroksimonosülfat (UV/HSO5 - ) proseslerinin boyar madde giderim verimine olan etkisi araştırıldı. UV/oksidant proseslerinde oksidan konsantrasyonu, başlangıç çözelti pH’ı, başlangıç RO122 konsantrasyonu ve çözelti sıcaklığının RO122 giderimine olan etkileri araştırıldı. Sadece UV ışınlaması (254 nm) altında 120 dakika sonunda %19.5 RO122 giderimi gerçekleşti. UV/oksidan proseslerinde pH 9’da RO122 giderimi azaldı. Deneysel sonuçlar RO122 gideriminin sözde birinci derece kinetiği iyi takip ettiğini ortaya koydu. Başlangıç oksidan konsantrasyonu ile sözde birinci derece kinetik hız sabiti (k1) arasında doğrusal bir ilişki olduğu belirlendi. UV/oksidan tabanlı üç proses içinde oksidan konsantrasyonu 50 mg/L, sıcaklık 20°C ve pH 5’te RO122 giderim verimliliği UV/H2O2 > UV/HSO5 - > UV/S2O8 -2 sırasındaydı. Herhangi bir spesifik oksidan konsantrasyonunda UV/H2O2 prosesi, UV/S2O8 -2 ve UV/HSO5 - den daha yüksek RO122 giderimi sağladı. UV/H2O2 prosesinde yaklaşık %95 RO122 giderimi sağlamak için 50 mg/L H2O2 konsantrasyonunda 90 dakika reaksiyon süresine ihtiyaç duyulurken 100, 150 ve 200 mg/L H2O2 konsantrasyonunda sırasıyla 60 dakika, 45 dakika ve 30 dakika reaksiyon süresi gereklidir. RO122 giderim hızı, başlangıç oksidan konsantrasyonu ve sıcaklık arttıkça arttı ve başlangıç RO122 konsantrasyonu arttıkça azaldı. İkinci bölümde ise sol-jel yöntemi ile üretilen ZnO ve farklı oranlarda Zr katkılı ZnO (%10 Zr/ZnO, %5 Zr/ZnO, %2,5 Zr/ZnO, %1,25 Zr/ZnO) fotokatalizörler hazırlandı ve RO122’nin fotokatalitik giderimleri araştırıldı. 25 mg/L RO122 konsantrasyonu ve 0,6 gr fotokatalizör kullanılarak yapılan giderim çalışmasında %10 Zr katkılı ZnO fotokatalizörü en yüksek giderim hızına sahip fotokatalizör olarak belirlendi.