Sonokatalitik Oksidasyon ile Direct Blue 71 Azo Boyasının Renk Giderimi. Decolorization of Direct Blue 71 Azo Dye with Sonocatalytic Oxidation



Benzer belgeler
Fenton ve Fenton-Benzeri İleri Oksidasyon Yöntemleri i le Acid Yellow 36 Boyar Maddesinin Giderimi

DİREKT MAVİ 53 AZO BOYARMADDESİNİN FOTOKATALİTİK OLARAK GİDERİMİ ÜZERİNE İYONLARIN ETKİSİ

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt: 16 No:1 Sayı: 46 sh. 1-9 Ocak 2014

İLERİ ARITIM YÖNTEMLERİNDEN FENTON REAKTİFİ PROSESİ İLE ENDÜSTRİYEL BİR ATIK SUYUN ISLAK HAVA OKSİDASYONU

UV Assisted Photodegradation of Acid Red 37 from Synthetic Solutions at the Presence of TiO2 Nanoparticles

SULU ÇÖZELTİLERDEKİ FENOLÜN FENTON YÖNTEMİYLE GİDERİMİNDE PROSES PARAMETRELERİNİN OPTİMİZASYONU

Yüksek Organik Madde İçeren Endüstriyel Bir Atıksuyun Fenton Prosesi ile Arıtılabilirliğinin Araştırılması

Gaziantep OSB Atıksularından UV/H2O2 Fotooksidasyonu ile Renk Giderimi. Yağmur UYSAL 1 *, Derviş YILANCIOĞLU 2 1. GİRİŞ

Onuncu Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 3-6 Eylül 2012, Koç Üniversitesi, İstanbul

Onuncu Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 3-6 Eylül 2012, Koç Üniversitesi, İstanbul

Biyolojik Besi Maddesi Gideren Atıksu Arıtma Tesisi Geri Devir Çamurunda Farklı Dezentegrasyon Uygulamalarının İncelenmesi

Elçin GÜNEŞ, Ezgi AYDOĞAR

ADVANCED OXIDATION OF AZO DYE SYNTHESIS WASTEWATERS WITH PHOTO-FENTON-LIKE PROCESS

Sızıntı Suyundan Fenton-Benzeri Prosesi İle Kimyasal Oksijen İhtiyacı ve Renk Giderimine ZVI ve H2O2 Konsantrasyonlarının Etkisi

REAKTİF KIRMIZI 195 AZO BOYAR MADDESİNİN İLERİ OKSİDASYON YÖNTEMLERİYLE PARÇALANMASI

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN VE MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 2 s. 1-9 Mayıs 2006 TOKSİK KİRLETİCİLERİN İLERİ OKSİDASYON PROSESLERİ İLE ARITIMI

Sigma Vol./Cilt 26 Issue/Sayı 3 Derleme Makalesi / Review Paper COLOR REMOVAL FROM TEXTILE WASTEWATER WITH FENTON PROCESS

Fındık Çotanağı İle Bazik Mavi 41 Boyarmaddesinin Sulu Çözeltisinden Adsorpsiyonu

As (III) ün As (V) e Ultrasonik Oksidasyonu. Ultrasonic Oxidation of As (III) to As (V)

REAKTİF TURUNCU 16 VE ASİT TURUNCU 7 AZO BOYARMADDELERİNİN FOTOKATALİTİK OKSİDASYON YÖNTEMİ İLE RENK GİDERİMİNİN ARAŞTIRILMASI

ACID RED 97 TEKSTİL BOYAR MADDESİNİN SARGASSUM ACİNARUM A BİYOSORBSİYONU

Elektrokoagülasyon Yöntemi Kullanılarak Direct Red 23 Boyar Maddesinin Gideriminin İncelenmesi

Iğdır İlinin Hayvansal Atık Kaynaklı Biyogaz Potansiyeli. Biogas Potential from Animal Waste of Iğdır Province

İndigo boyar maddesi içeren atıksu renginin elektro-fenton prosesi ile giderimi

AKTİFLEŞTİRİLMİŞ DOĞAL ZEOLİT İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN METİLEN MAVİSİNİN ADSORPLANMASI

Boyalı Suların Çitosan Koagülasyonu ile Arıtımında Box-Wilson İstatistiksel Tasarım Yönteminin Kullanılması

DISPERS SARI 119 VE DISPERS KIRMIZI 167 İÇEREN ATIKSULARIN FENTON OKSİDASYON PROSESİ İLE RENK VE KOI GİDERİMLERİNİN İNCELENMESİ

FENOL ÜN FOTOKİMYASAL YÖNTEMLERLE PARÇALANMASI VE MİNERALİZASYONU. Kaynaklar Kampüsü, Tınaztepe, Buca/İZMİR SİVAS

Sabit Yataklı Kolonda Düşük Maliyetli Adsorbent ile Boyarmadde Giderimi. Removal of Dyestuff by Cost-Efficient Adsorbent İn The Fixed Bed Column

REAKTĐF BOYAR MADDE ĐÇEREN TEKSTĐL ATIKSULARININ ĐLERĐ OKSĐDASYONU

On-line Oksijen Tüketiminin Ölçülmesiyle Havalandırma Prosesinde Enerji Optimizasyonu

Batch and Continuous Photodegradation of Reactive Black 5 at the presence of TiO2 Nanoparticles in UVC assisted system

FENOLÜN SULU ÇÖZELTİSİNİN DAMLAMALI YATAKLI REAKTÖRDE KATALİTİK ISLAK HAVA OKSİDASYONU

NOHUT SAMANI HIZLI PİROLİZİNİN DENEY TASARIMI İLE MODELLENMESİ

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

ÖZGEÇMİŞ Yrd. Doç. Dr. ÖZLEM TUNÇ DEDE

1. Ulusal Kıyı Bölgelerinde Çevre Kirliliği ve Kontrolü Sempozyumu Kasım 2011, Tekirdağ,

ÖZGEÇMİŞ. Öğrenim Durumu: Yüksek Lisans Tez Başlığı ve Tez Danışman(lar)ı: Doktora Tez Başlığı ve Danışman(lar)ı: Akademik Unvanlar:

Farklı bölgelerde yetişen zeytinlerin çekirdeklerinden aktif karbon eldesi ve elde edilen aktif karbonun metilen mavisiyle adsorpsiyonunun incelenmesi

TEKSTĐL ENDÜSTRĐSĐ ATIKSUYUNUN ARDIŞIK KESĐKLĐ BĐYOREAKTÖR (AKR) ĐLE ARITILMASINDA OPTĐMUM ŞARTLARININ BELĐRLENMESĐ

Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi/ Journal of The Institute of Natural & Applied Sciences 17 (1):6-12, 2012

BOYAR MADDELERDE AKTİF KARBONUN ADSORPLANMA ÖZELLİĞİNE HİDROJEN PEROKSİTİN ETKİSİ

Çevreye Zarar Veren Tekstil Atıksularının Arıtım Çalışmaları

DEMİR ELEKTROTLU REAKTÖRDE KOİ, FOSFAT, RENK VE BULANIKLIK GİDERİMİ Tuba ÖZTÜRK a, Sevil VELİ b, Anatoli DİMOĞLO c, M.

Derece Alan Üniversite Yıl

DOKTORA DERS BİLGİLERİ

2014 MÜFREDATI MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ / ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ EĞİTİM PLANI

ATIKSULARDAKİ FENOL KİRLİLİĞİNİN BİYOSORPSİYON YÖNTEMİ İLE GİDERİMİNİN KESİKLİ SİSTEMDE İNCELENMESİ

Sızıntı Suyunun Elektrooksidasyon Prosesi İle Arıtılması

YARASA VE ÇİFTLİK GÜBRESİNİN BAZI TOPRAK ÖZELLİKLERİ ve BUĞDAY BİTKİSİNİN VERİM PARAMETRELERİ ÜZERİNE ETKİSİ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ. : Aksaray Üniversitesi, Mühendislik Fak., Çevre Müh. Böl., 68100, AKSARAY

UÇUCU KÜL ADSORPSİYONU İLE REAKTİF BOYA GİDERİMİ

PİYASADA SATILAN KUMAŞ BOYASININ SU PİRESİ ÜZERİNE TOKSİK ETKİSİNİN İNCELENMESİ

ATIK SULARIN ARITILMASINDA İLERİ OKSİDASYON PROSESLERİ

Evsel Atıksulardan Toplam Organik Karbon (TOK) Gideriminin Foto-Fenton Prosesi ile İncelenmesi

Ultrasonik Aktifleştirilmiş Aktif Karbon ile Krom (VI) Adsorpsiyonu. Adsorption of Chromium (VI) on Ultrasonically Activated Active Carbon

Öğretim Üyeleri İçin Ön Söz Öğrenciler İçin Ön Söz Teşekkürler Yazar Hakkında Çevirenler Çeviri Editöründen

1. Kıyı Bölgelerinde Çevre Kirliliği ve Kontrolü KÇKK

10 Mart 2015 SALI Resmî Gazete Sayı : TEBLİĞ

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

ELEKTROKOAGÜLASYON İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN BOYAR MADDELERİN GİDERİLMESİ

MEMM4043 metallerin yeniden kazanımı

YEMEKLİK YAĞ SANAYİ PROSES ATIKSULARININ KİMYASAL - BİYOLOJİK ARITIMI

ISPARTA YÖRESİNDEN KAYNAKLANAN GÜLYAĞI ATIKSULARININ KİMYASAL OLARAK ARITILABİLİRLİĞİ

UZMAN TOLGA BAAHDIR ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

TEKSTİL BOYASI REAKTİF MAVİ 221 in POMZA ile ADSORPSİYONU

TEKSTİL ENDÜSTRİSİ REAKTİF BOYA BANYOLARINDA OZON İLE RENK GİDERİMİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLERİN BELİRLENMESİ

ZEYTİN ÇEKİRDEĞİNDEN ELDE EDİLEN AKTİF KARBONUN REAKTİF KIRMIZI 195 BOYARMADDESİNİN KATALİTİK OZONLANMASINDA KULLANILMASI *

PEYNİRALTI ATIKSUYUNUN ELEKTROKİMYASAL OLARAK ARITILMASINDA REAKSİYON KİNETİĞİNİN BELİRLENMESİ

TOC Analiz Cihazı Seçme Kriterleri

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt:13 Sayı: 3 sh Ekim 2011

BT 42 TİROSİNAZ ENZİMİNİN EKSTRAKSİYONU, SAFLAŞTIRILMASI VE FENOLLERİN GİDERİMİNDE KULLANIMI

YÜKSEKÖĞRETİM KURULU PROFESÖR Doktora İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ/ÇEVRE 1981

ŞELATLAYICI İYON DEĞİŞTİRİCİ REÇİNE VE LİFLERİN JEOTERMAL SULARDAN BOR GİDERİM PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

ÇÖZÜNMÜŞ OKSİJEN TAYİNİ

KÜKÜRT DİOKSİT GAZI İLE ÜLEKSİT TEN BORİK ASİT ÜRETİMİ

Çizelge 2.6. Farklı ph ve su sıcaklığı değerlerinde amonyak düzeyi (toplam amonyağın yüzdesi olarak) (Boyd 2008a)

KRAFT KAĞIT ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ ELEKTRO-FENTON YÖNTEMİYLE ARITILABİLİRLİĞİ

MOBİLYA ENDÜSTRİSİ ATIĞININ ALTERNATİF ADSORBAN OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

Atık Sulardan Tekstil Boyar Maddesinin Silika İle Giderimi için Deneysel Tasarım

TEKSTİL VE METAL SANAYİ ARITMA ÇAMURLARININ SUSUZLAŞTIRMA İŞLEMLERİNİN İNCELENMESİ

SÜPERKRİTİK SU OKSİDASYONUYLA PEYNİRALTI SUYUNUN ARITILMASI

2017 MÜFREDATI MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ / ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ EĞİTİM PLANI. Ders Kodu Ders Adı (Türkçe) Müf.No T P K AKTS Tip Op.

Farklı Karıştırma Teknikleri ve Başlangıç Maddelerinden Sentezlenmiş Hidroksiapatit Tozunun Özelliklerinin İncelenmesi

ÖZGEÇMİŞ Yrd.Doç.Dr. M.HAMDİ KARAOĞLU

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

ÇEV-401/A DERS TANITIM FORMU

ÇEVRE TEKNOLOJİLERİ POLİTİKA, STRATEJİ VE HEDEFLER

EAG 04. KCl ÇÖZELTİSİNİN METASTABİL BÖLGE GENİŞLİĞİNİN KNO 3 KATKISI VARLIĞINDA ULTRASONİK SENSÖRLE ÖLÇÜLEBİLİRLİLİĞİNİN İNCELENMESİ

Kırılma Noktası Klorlaması

FTALİK ASİT ESTER İÇEREN ATIKSULARDAN TEMİZ ÜRETİM TEKNOLOJİSİ İLE SU VE ALKOL GERİ KAZANIMI İÇİN HİBRİT BİR PROSES

Atıksu Arıtımında Mikroorganizma Kullanımında Yeni Bir Yaklaşım: Tekstil Boyalarının Membran Biyoreaktörde Funguslarla Arıtımı

Endüstriyel Atıksulardan Alüminyum Sülfat Koagülantı Kullanılarak Kimyasal Koagülasyon Yöntemi İle Bor Giderimi

Atık yağlar ekotoksik özelliğe sahiptir ve bulunduğu ortamı kirleterek ortamda yaşayan canlılara zarar verir. Dolayısıyla toprağa ve suya doğrudan

ÖZGEÇMİŞ. 1. Adı Soyadı :Neşe Öztürk. 2. Doğum Tarihi : Unvanı :Prof.Dr.

PETROKİMYA KOMPLEKSİ ARITMA ÇAMURLARININ EKSTRAKSİYONU

Sizce ne oldu da endüstriyel kirlilik kavramı önem kazandı???

Atıksu Arıtma Tesislerinin Projelendirilmesi Aşamasında Teknik Yaklaşımlar

Prof. Dr. Sait GEZGİN, Uzman Nesim DURSUN. Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Böl., Konya.

ŞEKİL LİSTESİ... ix TABLO LİSTESİ... xxxi MEVCUT TESİSLERİN İNCELENMESİ (İP 1)... 1

Transkript:

Araştırma Makalesi / Research Article Iğdır Üni. Fen Bilimleri Enst. Der. / Iğdır Univ. J. Inst. Sci. & Tech. 3(1): 55-60, 2013 Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Iğdır University Journal of the Institute of Science and Technology Sonokatalitik Oksidasyon ile Direct Blue 71 Azo Boyasının Renk Giderimi Neşe ERTUGAY 1 Filiz Nuran ACAR 2 ÖZET:Bu çalışmada azo grubuna ait Direct Blue 71 (DB71) boyar maddesinin ileri arıtım proses (İOP) yöntemlerinden olan ultrases (US) ile 20 khz frekansta aktif karbon ve t-butanol ilave edilerek renk giderimi araştırılmıştır. Yalnız ultrases ile yapılan çalışmalarda yeterli verim elde edilememiştir. İlave edilen aktif karbon ile 100 mg L -1 DB71 boyar maddesi için % 78.1, t-butanol ilavesi ile50 mg L -1 DB71 için ise % 48.4 renk giderim verimleri elde edilmiştir. DB71 boyar maddesi için yapılan hibrit çalışmasında ise ilave edilerek karşılaştırmalı deneyler yapılmıştır. Bunun sonucunda ise 100 mg L -1 DB71 boyar maddesi için en yüksek renk giderimius/ac/ kombinasyonunda % 81.9 olarak bulunmuştur. Sonuç olarak ultrases ile DB71 boyar maddesinin renk gideriminde aktif karbonun t-butanol a göre daha etkili bir katalizör olduğu görülmüştür. Anahtar kelimeler: Ultrases, renk giderimi, direct blue 71 Decolorization of Direct Blue 71 Azo Dye with Sonocatalytic Oxidation Cilt: 3, Sayı: 1, Sayfa: 55-60, 2013 Volume: 3, Issue:1, pp: 55-60, 2013 ABSTRACT: In the study, degradation of Direct Blue 71 (DB71) belonging to azo dyestuff category by ultrasound (US) which is one of the advanced oxidation processes (AOP) accompanied by activated carbon and t-butanol was investigated at 20 khz frequency. Sufficient decolorization could not be obtained with ultrasound alone. The color removal yields obtained by activated carbon for 100 mg L -1 DB71 dyestuffs and by t-butanol for 50 mg L -1 DB71 were 78.1% and 48.4%, respectively. In the hybrid study, the comparative experiments were carried out by addition for DB71 dyestuff, and the highest color removal was 81.9% by US/AC/ combination for DB71 dyestuff concentration of 100 mg L -1. Consequently, it was found that activated carbon was more effective catalyst than t- butanol in decolarization of DB71 dyestuff with ultrasound. Keywords:Ultrasound, decolorization, direct blue 71 1 Atatürk Üniversitesi, Çevre Sorunları Araştırma Merkezi, Erzurum, Türkiye 2 Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Erzurum, Türkiye Sorumlu yazar/corresponding Author: Neşe ERTUGAY, nertugay@atauni.edu.tr Geliş tarihi / Received: 22.11.2012 Kabul tarihi / Accepted: 10.01.2013

Neşe ERTUGAY ve Filiz Nuran ACAR 56 GİRİŞ Günümüzde yılda 700.000 ile 1.000.000 ton arasında tahmini olarak üretilen 100.000 den fazla ticari boya vardır ve endüstride kullanılan boyaların % 50 sindenfazlası azo boyasıdır (Xu et al., 2004; Gupta and Suhas 2009). İki nitrojen (-N=N-) atomundan ibaret olan bir azo gruba sahip olan azo boyaları, tekstil endüstrisinde kullanılan boyaların en geniş sınıfıdır (Al- Hamadi et al., 2009). Tekstil endüstrisinde yaygın olarak kullanılan azo boyaları toksik ve biyolojik olarak parçalanamadıklarından dolayı çevre için zararlıdırlar (Gül and Özcan-Yıldırım, 2009). Aşırı miktarda renk ve toksisite özelliği gösteren bu atıksular uygun metotlarla arıtılmadığı takdirde deşarjı, ciddi çevresel problemlere neden olmaktadır (Gönder ve Barlas, 2005; Hanay ve Hasar, 2007; Ferreira-Leitao et al., 2007; Behnajady et al., 2009). Özellikle toksik olmalarından dolayı ağız ve solunum yoluyla deri ve cilt problemlerine neden olmakla birlikte, kanserojenik etkiye sahip oldukları için sadece insan sağlığına değil aynı zamanda ekolojik sisteme ve özellikle suda yaşayan canlılara karşı büyük riksler oluşturmaktadır (Xu et al., 2004; Gupta and Suhas, 2009). Boyar maddelerin sentetik kökenli olması ve karmaşık aromatik yapılar içermesi, boyaların kararlı yapıda olmasını sağlamakta ve bundan dolayı biyolojik ve fizikokimyasal arıtma prosesleri ile arıtılması zorlaşmaktadır. Eğer yeteri kadar arıtılamazlarsa, bu tür kimyasal maddeleri içeren atıksular sadece kentsel kanalizasyon sistemlerinin ya da ikincil arıtma ünitelerinin performansının azalmasına neden olmakla kalmaz, alıcı ortamdaki sucul yaşamın olumsuz yönde etkilenmesine ve estetik açıdan problemlerin oluşmasına da neden olurlar. Bunun gibi bir çok zararlı etkilerinden dolayı boyaların giderilmesi için renkli atık suların bir işleme tabi tutulması önemlidir. Atıksulardan boyaların giderilmesi için bir çok metot çalışılmıştır (Birgül ve ark., 2007). Boyar maddelerin gideriminde kullanılan ozonlama, kimyasal indirgeme-oksidasyon, koagulasyonflokulasyon, adsorpsiyon gibi yöntemler etkin olmalarına karşın yüksek maliyet, zararlı yan ürünlerin oluşumu ve fazla enerji gereksinimi gibi dezavantajlara sahiptir. İleri Oksidasyon Prosesleri (İOP), toksik ve kalıcı özellikteki organik maddeleri hiçbir ayrım yapmadan zararsız son ürünlere dönüştürebilmektedir. Seçici olmayan ve hızlı bir şekilde su ortamındaki organik kirliliği okside eden OH gibi reaktif türlerin (Eşitlik 1) oluşumuna dayanan İOP; US; US/ ; US/Ti, /Fe 2+ (Fenton prosesi), UV/ /Fe 2+ (Foto-Fenton prosesi) gibi değişik modifikasyonlarda uygulanabilmektedir (Gül ve Özcan-Yıldırım, 2009). Son zamanlarda ultrasonik yöntemlerle boyaların giderim çalışmaları önem kazanmaya başlamış olup tek başına kullanılabildiği gibi, çeşitli kimyasal maddeler ile birlikte de uygulanabilmektedir(tunç, 2008; Güyer and Ince, 2011). O+))) OH + H (1) OH + H O (2) Yüksek enerjili ses dalgaları bir sıvı içinden geçtikleri zaman baloncuk veya kavitasyon oluştururlar. Ultrases işlemi, sıvı içinde hava kabarcıklarının oluşumu ile sonuçlanan mekanik etkidir. Kısaca kavitasyon, ses dalgalarının oluşturduğu kabarcıkların, çok büyük miktarlarda enerji açığa çıkararak oluşması, büyümesi ve çökmesidir. Bu esnada ise oluşan reaktif türleri ( OH, H, H, ) radikal zincir reaksiyonlarını başlatmaktadır. 18 khz in üzerindeki frekanslardaki ultrases kısa dalga boylu basınç dalgalarına yol açmaktadır. Bu işlem kirlilik faktörlerinin etkisizleştirilmesinde temel etken olan akustik kavitasyon (yüksek enerjili kabarcık oluşumu ve çökmesi) sonucu oluşan fiziksel etkiler ve pirolitik şartlardan meydana gelmektedir (Suslick, 1990; Thompson and Doraiswamy, 1999). Ultrases ile, sudaki organik bileşiklerin mineralizasyonu tek başına yeterli olmadığı için parçalanma hızını artırabilecek madde ilavesi, OHradikal oluşumunu artırır. Bu çalışmada da ultrasesin etkisini artırmak amacıyla 20 khz lik ultrases cihazı kullanılarak aktif karbon ve t-butanol ilavesi ile DB71 boya maddesinin renk giderimi sağlanmıştır. MATERYAL VE YÖNTEM Direct Blue 71 (C 40 3 N 7 Na 4 O 13 S 4 ) kumaş, seliloz, polyester, ipek, deri ve kağıt boyama gibi çeşitli uygulama alanları olan azo grubu bir boyar maddedir. DB71 boyar maddesinin kimyasal yapısı Şekil 1 de özellikleri ise Çizelge 1 de gösterilmiştir.boyar maddenin stok çözeltisi destile su kullanılarak 1000 mg L -1 konsantrasyonunda hazırlanmıştır. Çalışmalarda istenilen ph aralığı Iğdır Üni. Fen Bilimleri Enst. Der. / Iğdır Univ. J. Inst. Sci. & Tech.

Sonokatalitik Oksidasyon ile Direct Blue 71 Azo Boyasının Renk Giderimi % 10 luk SO 4 (Merck) ve 0.1 M NaOH (Merck) çözeltileri hazırlanarak sağlanmıştır. Aktif karbon Merck kalitesindedir. Yine Merck kalitesinde olan t-butanol (tersiyer butil alkol (C 4 H 10 O)) molekül ağırlığı 74.12 g mol -1, yoğunluğu 0.77 kg L -1 olup oda sıcaklığında katı haldedir. Ultrases oksidasyonu çalışmaları için 20 khz, 750 W (Cole Parmer Ultrasonic Processor) prob tipli ultrases cihazı kullanılmıştır. % 90 amplitude, güçseviyesi (Watt) Powmet-230 Power Meter kullanılarak 95 Watt olarak ölçülmüştür.istenilen konsantrasyonda hazırlanan boyar madde çözeltisi, uygun ph ayarı yapıldıktan sonra soğuk su ceketli reaktöre konulmuştur. Ultrases cihazının probu su içerisine 3 cm daldırılmıştır. Etkinliği araştırılacak katalizör veya katalizörler ilave edilerek cihaz çalıştırılmıştır. Belirlenen deney süresi sırasında belli aralıklarla numune alınarak 0.45mm membran filtreden geçirilerek (UV-160A Shimadzu) spektrofotometrik olarak renk analizleri yapılmıştır. Deney sırasında sıcaklığın sabit tutulması sağlanmıştır. Ayrıca sistem, gürültüyü kısmi olarak önleyici kabın içinde kurulmuştur. DB71 boyar maddesinin Ultrases ile arıtımı için yapılan oksidasyon çalışmalarındaki deney düzeneği Şekil 2 de verilmiştir. DB71 azo boyar maddesinin 200-800 nm dalga boylarında absorbans taramaları yapılarak maksimum absorbans değerleri tespit edilmiştir. l=200-400 nm arasındaki absorbans ölçümleri ile belirlenen maksimum dalga boyu aromatikliği, l=400-800 nm arasındaki absorbans ölçümlerinde belirlenen maksimum dalga boyu ise görünür bölgeyi temsil etmektedir. Renk ölçümleri, yapılan spektrum analizi sonucunda görünür bölgede belirlenen 587 nm dalga boyunda gerçekleştirilmiştir. Farklı konsantrasyonlarda yapılan spektrum analizi grafiği Şekil 3 de verilmiştir. Bu boyar madde için UV bölgesinde belirlenen maksimum pikler ise 210 ve 290 nm olarak bulunmuştur. BULGULAR VE TARTIŞMA DB71 in ultrasonik parçalanmasına aktif karbonun etkisi: Partikül ilavesinin etkisini araştırmak için Çizelge 1. Direct Blue 71 in genel özellikleri Şekil 1. DB71 boyar maddesinin moleküler yapısı (Saienand Soleymani, 2007) Sağlayıcı firma Aldrich Sınıfı Three azo boyar madde Color İndeks Adı Direct Blue 71 Kimyasal formülü C 40 3 N 7 Na 4 O 13 S 4 Molekül ağırlığı 1029.9 g mol -1 λ max 587 nm, 290 nm, 210 nm Şekil 2. US oksidasyonu deney düzeneği Şekil 3. DB71 boyar maddesi için spektrum analizi Cilt / Volume: 3, Sayı / Issue: 1, 2013 57

Neşe ERTUGAY ve Filiz Nuran ACAR öncelikle Şekil 4 den de görüldüğü gibi ultrasesin tek başına etkisi araştırılmıştır. Ultrasesin etkisini artırmak için aktif karbon ilave edilmiştir (Edecan, 2006). Aktif karbonun optimum değerini belirlemek için 0.5, 1 ve 1.5 g L -1 dozajlarındaki denemelerin sonucu Şekil 4 de görüldüğü gibi artan aktif karbon miktarı ile renk giderimi yükselmiştir. 0.5, 1 ve 1.5 g L -1 lık aktif karbon dozajlarındaki renk giderim verimleri sırasıyle % 63.3, % 78.1 ve % 85 olarak hesaplanmıştır. Bunun nedeni ilave edilen aktif karbon ile hem OH radikallerinin hem de kavitasyon baloncuklarının artmasıdır (Dai et al., 2006). Ultrases üzerine etkili parametrelerden biri olan ph nın optimum değerini belirlemek için aktif karbonun optimum değeri ile yapılan ultrases çalışmasında ph 5.5 (doğal ph), 2.5 ve 2.0 değerleri denenmiş ve elde edilen sonuçlar Şekil 5 de gösterilmiştir. Yapılan çalışmada giderim verimleri sırasıyla % 27.4, % 61 ve % 78.1 olarak hesaplanmış ve optimum ph değeri 2.0 olarak seçilmiştir. Sonuçlar göstermektedir ki DB71 boyar maddesinin renk giderimine ultrasesin etkisi asidik şartlarda daha yüksektir. Bu hızlanma muhtemelen asidik ortamdanegatif yüklü -SO3- gruplarının protonlaşması ve ultrases sonucu hidrofobik karakterde elde edilen molekülün tepkimeyi artırması ile ilişkiliolabilir (Vajnhandl and Le Marechal, 2007). Ultrases üzerine aktif karbon etkisini boya konsantrasyonu üzerinden değerlendirdiğimizde artan boyar madde konsantrasyonu ile verim düşmüş fakat giderilen renk miktarı artmıştır. Bu durum, ileri oksidasyon proseslerin özelliklerinden biridir. Boya konsantrasyonun artması ile azo boya molekülleri ile OH radikalleri arasındaki reaksiyon azalmaktadır. Buna ilaveten OH radikalleri ile özellikle etkileşim halinde olan bütün moleküllerin spesifik olmayan oksidasyonu, OH radikallerinin tükenmesine ve yan reaksiyonların oluşmasına yol açabilir (Zhang et al., 2009). 50, 75, 100 ve 125 mg L -1 boyar madde konsantrasyonlarında renk giderim verimleri sırasıyla % 92.5, % 82, % 78.1 ve % 57.5 olarak hesaplanmıştır (Şekil 6). Şekil 4. DB71 in ultrasonik parçalanmasına aktif karbonun etkisi (C o =100 mg L -1, ph=2.0, 95 W, T=20 C, t=20 dak.) Şekil 6. DB71 in ultrasonik parçalanmasına boyar madde konsantrasyonun etkisi (aktif karbon=1g L -1, ph=2.0, 95 W, T=20 C, t=20 dak.) Şekil 5. DB71 in ultrasonik parçalanmasına ph nın etkisi (C o =100 mg L -1, aktif karbon=1 g L -1, 95 W, T=20 C, t=20 dak.) Şekil 7. DB71 in ultrasonik parçalanmasına ph nın etkisi (C o =50 mg L -1, t-butanol= 250 mg L -1, 95 W, T=20 C, t=20 dak.) 58 Iğdır Üni. Fen Bilimleri Enst. Der. / Iğdır Univ. J. Inst. Sci. & Tech.

Sonokatalitik Oksidasyon ile Direct Blue 71 Azo Boyasının Renk Giderimi Şekil 8. DB71 in ultrasonik parçalanmasına t-butanol un etkisi (C o =50 mg L -1, ph=2.0, 95 W, T=20 C, t=20 dak.) Şekil 9. DB71 in heterojen US oksidasyonu sonucu kalan boyar madde konsantrasyonu (C o =100 mg L -1, AC=1 g L -1, t-butanol=250 mg L -1, =75 mg L -1, ph=2.0, T=20 C, t=20 dak, 95 W) DB71 in Ultrasonik Parçalanmasına Tersiyer Butil Alkolün (t-butanol) Etkisi: Şekil 7 de DB71 in butil alkol ile ultrasonik parçalanmasına ph nın etkisi 5.5 (doğal ph), 3.0, ve 2.0 ph değerlerinde araştırılmıştır. Yapılan denemelerde yine en iyi giderim en düşük ph da gözlenmiştir. DB71 boyar maddesi katyonik durum içinde olduğu bileşimlerde çok düşük ph değerlerinde hidrofilik karakterdedir ve parçalanma oranı en düşük ph değerlerinde en yüksektir (Merouani et al., 2010). Renk giderim verimleri sırası ile % 12.8, % 20 ve % 48.4 olarak bulunmuştur. DB71 in ultrasonik gideriminde 125, 250 ve 500 mg L -1 farklı butanol konsantrasyonlarında denemeler yapılmıştır. Sonuçlar Şekil 8 de verilmiştir. Yapılan denemeler sonucunda t-butanol konsantrasyonunun artmasıyla verim artmıştır. Elde edilen verimler sırası ile % 46, % 48.4 ve % 51.7 olarak bulunmuştur. Bu artış, boya molekülleri ile reaksiyona giren oksitleyici maddeler sayesinde oluşan kavitasyon baloncuklarındaki pirolitik bölünmeden kaynaklanmaktadır (Merouani et al., 2010). Çalışmanın bu son kısmında, DB71 boyar maddesinin sonokatalitik parçalanabilirliğini incelemek için 20 khz ultrasesve varlığında ve yokluğunda aktif karbon (AC) ve t-butanol (b-ol) ilave edilerek kalan boyar madde miktarları karşılaştırılarak incelenmiştir. Şekil 9 dan görüldüğü gibi tek başına US,, US/ uygulamaları ile yeterli giderim elde edilememiştir. Cilt / Volume: 3, Sayı / Issue: 1, 2013 İlave edilen AC daha etkili bir renk giderimi göstermiştir. US/AC kombinasyonunda renk giderim verimi % 78.1 iken US/AC/ kombinasyonunda % 81.9 a yükselmiştir. US/t-butanol çalışmasında ise verim % 75 iken ilavesi ile verim % 56.1 e düşmüştür., t-butanol ile yapılan çalışmada oksidasyon kapasitesini düşürmüştür. Fazla miktardaki daha az reaktif radikallerin üretimine (H gibi) veya güçlü OH radikallerinin tüketimine neden olmaktadır. Diğer taraftan düşük konsantrasyonun da ise yetersiz OH radikalleri oluşmaktadır. Bu yüzden optimum konsantrasyonunu belirlemek çok önemlidir (Elmorsi et al., 2010). SONUÇ DB71 boyar maddesinin 20 khz % 90 dalga genliğinde US ile arıtılabilirliğini incelemek ve etkinliğini artırmak üzere 100 mg L -1 boyar madde konsantrasyonunda ve 1 g L -1 aktif karbon dozunda yapılan ph (2.0, 2.5 ve 5.5) denemesi sonucunda en yüksek verim ph=2.0 de % 78.1 olarak bulunmuştur. DB71 boyar maddesinin 20 khz, 95W gücünde aktif karbon dozu (0.5, 1 ve 2 g L -1 ) ve boyar madde konsantrasyon (50, 75, 100 ve 125 mg L -1 ) denemesi sonucunda ise 1 g L -1 aktif karbon, ph=2.0 de çalışılan konsantrasyonlarda verimler sırasıyla % 92.5, 82, 78.1 ve 57.5 olarak bulunmuştur. Son olarak DB71 boyar maddesinin 20 khz ve 95 W US ile arıtılabilirliğini incelemek ve etkinliğini artırmak üzere 50 mg L -1 boyar madde konsantrasyonunda, ph (2.0, 3.0 ve 5.5) ve t-butanol miktarının (125, 250 ve 500 mg L -1 ) etkileri araştırılmıştır ve en yüksek verim ph=2.0 ve 250 mg L -1 t-butanol ile % 48.4 olarak bulunmuştur. Sonuç olarak DB71 boyar maddesinin US ile arıtımda t-butanolun etkisiaktif karbona göre daha azdır. 59

Neşe ERTUGAY ve Filiz Nuran ACAR KAYNAKLAR AlHamedi, F.H., Rauf, M.A., Salman Ashraf, S., 2009. Degradation studies of Rhodamine B in the presence of UV/. Desalination, 239: 159-166. Behnajady, M.A., Modirshahla, N., Shokri, M., Vahid, B., 2009. Design equation with mathematical kinetic modeling for photooxidative degradation of C.I. Acid Orange 7 in an annular continuous-flow photoreactor. Journal of Hazardous Materials, 165: 168-173. Birgül, A., Kutlu, S., Solmaz, A., 2007. Tekstil endüstrisi atıksuları üzerinde ileri oksidasyon ve kimyasal arıtma prosesleri kullanılarak KOİ ve renk gideriminin araştırılması. Ekoloji, 15(62): 72-80. Dai, Y., Li, F., Ge, F., Zhu, F., Wu, L., Yang, X., 2006. Mechanism of the enhanced degradation of pentachlorophenol by ultrasound in the presence of elemental iron. Journal of Hazardous Materials, B137: 1424-1429. Edecan, M.E., 2006. Kombine ultrases/aktif karbon kullanarak tekstil boyar maddesinin renk gideriminin modellenmesi ve optimizasyonu. Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,Yüksek Lisans Tezi (Basılmamış), Erzurum. Elmorsi, T.M., Riyad, Y.M., Mohamed, Z.H., Abd El Bary, H.M.H., 2010.Decolorization of Mordant red 73 azo dye in water using /UV and photo-fenton treatment. Journal of Hazardous Materials, 174: 352-358. Ferreira-Leitao, V.S., Andrade de Carvalho, M.E., Bon, E.P.S., 2007. Lignin peroxidase efficiency for Methylene Blue decolouration: Comparison to reported methods. Dyes and Pigments, 74: 230-236. Gönder, Z.B., Barlas, H., 2005. Fenton prosesi ile renkli atıksulardan renk ve KOİ giderimi. II. Mühendislik Bilimleri Genç Araştırmacılar Kongresi MBGAK İstanbul, 17-19. Gül, Ş., Ozcan-Yıldırım, Ö., 2009. Degradation of Reactive Red 194 and Reactive Yellow 145 azo dyes by O 3 and /UV-C processes. Chemical Engineering Journal, 155: 684-690. Gupta, V.K., Suhas, 2009. Application of low-cost adsorbents for dye removal -A review. Journal of Environmental Management, 90: 2313-2342. Guyer, G.T., Ince, N.H., 2011. Degradation of diclofenac in water by homogeneous and heterogeneous sonolysis. Ultrasonics Sonochemistry, 18: 114-119. Hanay, Ö., Hasar, H., 2007. Fenton oksidasyon prosesi ile tekstil endüstrisi atıksuyunda renk giderimi. Fırat Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimler Dergisi, 19(4): 505-509. Merouani, S., Hamdaoui, O., Saoudi, F., Chiha, M., 2010. Sonochemical degradation of Rhodamine B in aqueous phase: Effects of additives. Chemical Engineering Journal, 158: 550-557. Saien, J., Soleymani, A.R., 2007. Degradation and mineralization of Direct Blue 71 in a circulating upflow reactor by UV/Ti process and employing a new method in kinetic study. Journal of Hazardous Materials, 144: 506-512. Suslick, K.S., 1990. Sonochemistry. Science, 247: 1439-1445. Thompson, L.H., Doraiswamy, L.K., 1999. Sonochemistry: Science and Engineering. Industrial and Engineering Chemistry Research, 38: 1215-1249. Tunç, Ö., 2008. C.I. Reactive Orange 107 tekstil boyar maddesinin ultrasonik ve mikrobiyal gideriminin tekli ve ardışık sistemlerde incelenmesi. Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara. Vajnhandl, S., Le Marecha, A.M., 2007. Case study of the sonochemical decolouration of textile azo dye Reactive Black 5. Journal of Hazardous Materials, 141: 329-335. Xu, X.R., Li, H.B., Wang, W.H., Gu, J.D., 2004. Degradation of dyes in aqueous solutions by the Fenton process. Chemosphere, 57: 595-600. Zhang, H., Zhang, J., Zhang, C., Liu, F., Zhang, D., 2009. Degradation of C.I. Acid Orange 7 by the advanced Fenton process in combination with ultrasonic irradiation. Ultrasonics Sonochemistry, 16: 325-330. 60 Iğdır Üni. Fen Bilimleri Enst. Der. / Iğdır Univ. J. Inst. Sci. & Tech.