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

Benzer belgeler
REAKTİF KIRMIZI 195 AZO BOYAR MADDESİNİN İLERİ OKSİDASYON YÖNTEMLERİYLE PARÇALANMASI

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

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

Ç.Ü Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Yıl:2012 Cilt:28-4

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

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

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

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

TÜBİTAK-BİDEB Kimya Lisans Öğrencileri (Kimyagerlik, Kimya Öğretmenliği, Kimya Mühendisliği) Araştırma Projesi Eğitimi Çalıştayı KİMYA-1 ÇALIŞTAY 2010

Fındık Çotanağı İle Bazik Mavi 41 Boyarmaddesinin Sulu Çözeltisinden Adsorpsiyonu

KEPEZ/ÇANAKKALE TEMMUZ

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

FENOLÜN SULU ÇÖZELTİSİNİN DAMLAMALI YATAKLI REAKTÖRDE KATALİTİK ISLAK HAVA OKSİDASYONU

DİREKT MAVİ 53 AZO BOYARMADDESİNİN FOTOKATALİTİK OLARAK GİDERİMİ ÜZERİNE İYONLARIN ETKİSİ

ATIK ÇAM FISTIĞI KABUĞUNUN FİZİKSEL VE KİMYASAL AKTİVASYON YÖNTEMİ İLE AKTİF KARBON ÜRETİMİNDE DEĞERLENDİRİLMESİ. Kahramanmaras

AKTİFLEŞTİRİLMİŞ DOĞAL ZEOLİT İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN METİLEN MAVİSİNİN ADSORPLANMASI

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

KÜKÜRT DİOKSİT GAZI İLE ÜLEKSİT TEN BORİK ASİT ÜRETİMİ

Sızıntı Suyunun Elektrooksidasyon Prosesi İle Arıtılması

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

Elçin GÜNEŞ, Ezgi AYDOĞAR

HYDROTERMAL YÖNTEMİYLE NİKEL FERRİT NANOPARTİKÜLLERİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

İçme Sularının Dezenfeksiyonunda Çinko Oksit Nanomateryalinin Kullanımı

KARBON AEROJEL ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

EVDE KİMYA SABUN. Yağ asitlerinin Na ve ya K tuzuna sabun denir. Çok eski çağlardan beri kullanılan en önemli temizlik maddeleridir.

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

DOĞAL ZEOLİT TAŞIYICILI TiO 2 FOTOKATALİZÖRLERİNİN ÜRETİLMESİ VE TEREFTALİK ASİT ADSORPSİYON ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

MOBİLYA ENDÜSTRİSİ ATIĞININ ALTERNATİF ADSORBAN OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

AYÇİÇEK YAĞININ AĞARTILMASINDA ASİT AKTİF SEPİYOLİT VE BENTONİTİN KARŞILAŞTIRMALI OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

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

BENZENİN NİTROLANMASINDA GRAFİTİN KATALİZÖR OLARAK ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

TEKSTİL BOYAMA ATIKSULARININ OZONLAMA İLE RENK GİDERİMİ

AYÇİÇEK YAĞI ÜRETİMİ YAN ÜRÜNLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

1,3-bis-(p-iminobenzoik asit)indan Langmuir-Blodgett filmlerinin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılığı

BOYAMADA KULLANILAN YARDIMCI KİMYASAL MADDELERİN REAKTİF BOYAMA ATIK SULARININ OZONLANMASINA ETKİLERİ

SULU ÇÖZELTİLERDEKİ FENOLÜN FENTON YÖNTEMİYLE GİDERİMİNDE PROSES PARAMETRELERİNİN OPTİMİZASYONU

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

BİR BİYOKÜTLE OLARAK ZEYTİN KARASUYUNUN SÜPERKRİTİK SU KOŞULLARINDA GAZLAŞTIRILMASI

PEYNİR ALTI SUYU VE YOĞURT SUYUNDA Zn Ve TOPLAM ANTİOKSİDAN KAPASİTESİ TAYİNİ DANIŞMANLAR. 29 Haziran-08 Temmuz MALATYA

BOYAR MADDELERDE AKTİF KARBONUN ADSORPLANMA ÖZELLİĞİNE HİDROJEN PEROKSİTİN ETKİSİ

BT 42 TİROSİNAZ ENZİMİNİN EKSTRAKSİYONU, SAFLAŞTIRILMASI VE FENOLLERİN GİDERİMİNDE KULLANIMI

Y.ÖNAL, C. AKMİL-BAŞAR, E. KÖSEOĞLU, *S. ERDOĞAN,*M. G. İÇDUYGU, Ç. SARICI ÖZDEMİR

TÜBİTAK-BİDEB YİBO ÖĞRETMENLERİ (FEN VE TEKNOLOJİFİZİK,KİMYA,BİYOLOJİ-VE MATEMATİK ) PROJE DANIŞMANLIĞI EĞİTİMİ ÇALIŞTAYLARI

Meyve Suyu Atıksuyunun Sentezlenen Farklı Membranlar ile Membran Biyoreaktörde Arıtımı

ELEKTROLİTİK TOZ ÜRETİM TEKNİKLERİ. Prof.Dr.Muzaffer ZEREN

ÇANAKKALE BOĞAZINDAKİ CHLOROPHYTA ENTEROMORPHA YOSUNUNDAN POTASYUM HİDROKSİT DESTEKLİ KATALİZÖR VARLIĞINDA BİYODİZEL ELDESİ

TOA10 SULU ÇÖZELTİDEN ADSORPSİYON YÖNTEMİYLE NİTRİT GİDERİMİ

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

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

Pt/PONZA TAŞI KATALİZÖRÜ ÜZERİNDE METANOLÜN ISLAK ADSORPSİYONU VE OKSİDASYONU

ARAŞTIRMA MAKALESİ / RESEARCH ARTICLE

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

DOLGULU KOLONDA AMONYAK ÇÖZELTİSİNE KARBON DİOKSİTİN ABSORPSİYONU

Tekstil Atık Suyunda Kimyasal Yöntemle Renk Giderimi. Color Removal from Textile Waste Water with Chemical Method

PİYASADA SATILAN KUMAŞ BOYASININ SU PİRESİ ÜZERİNE TOKSİK ETKİSİNİN İNCELENMESİ

NOHUT SAMANI HIZLI PİROLİZİNİN DENEY TASARIMI İLE MODELLENMESİ

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

Fosfat HR T 1-80 mg/l P Vanadomolybdate

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

MEMM4043 metallerin yeniden kazanımı

İLK ANYONLAR , PO 4. Cl -, SO 4 , CO 3 , NO 3

ACID RED 97 TEKSTİL BOYAR MADDESİNİN SARGASSUM ACİNARUM A BİYOSORBSİYONU

ALIQUAT-336 EMDİRİLMİŞ HP-20 ve HP-2MG REÇİNELERİYLE SULU ÇÖZELTİLERDEN Cr(VI) GİDERİLMESİNDE POLİMER ADSORBAN TÜRÜNÜN ETKİSİNİN İNCELENMESİ

İ Ç İ NDEKİ LER. Çevre Mühendisliği ve Bilimi İçin Kimyanın Temel Kavramları 1. Fiziksel Kimya ile İlgili Temel Kavramlar 52.

VIA GRUBU ELEMENTLERİ

TÜBİTAK-BİDEB Lise Öğretmenleri (Fizik, Kimya, Biyoloji ve Matematik) Proje Danışmanlığı Eğitimi Çalıştayı LİSE-2 (ÇALIŞTAY 2012) SUYUN DANSI

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

Şartlarında Bakteriyel İnaktivasyon Sürecinin İndikatör

GRUP BAKTERİYOFAJ ANTİ-BAKTERİYEL BOYAR KAPLAMAÇÖZELTİSİ HAZIRLANMASI

1. BÖLÜM : ANALİTİK KİMYANIN TEMEL KAVRAMLARI

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

Fiziksel özellikleri her yerde aynı olan (homojen) karışımlara çözelti denir. Bir çözeltiyi oluşturan her bir maddeye çözeltinin bileşenleri denir.

İÇERİK. Amaç Yanma Dizel motorlardan kaynaklanan emisyonlar Dizel motor kaynaklı emisyonların insan ve çevre sağlığına etkileri Sonuç

KANTİTATİF ANALİTİK KİMYA PRATİKLERİ

SÜPERKRİTİK SU ORTAMINDA ZEYTİN KARASUYUNUN PT KATALİZÖRÜ KULLANILARAK HİDROTERMAL ARITIMI VE GAZLAŞTIRILMASI

Acid Blue 121 Boyar Maddesinin Muz Kabuğuna Kesikli Sistemde Adsorpsiyonunun Araştırılması

BAZ KARIŞIMLARININ VOLUMETRİK ANALİZİ

ÇAM KOZALAĞININ PİROLİZİ İLE ELDE EDİLEN KATI ÜRÜNÜN AKTİF KARBON OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

HAM KİL VE KALSİNE KİL KULLANILARAK ATIK SULARDAKİ ORGANİK MADDE VE İYONLARIN GİDERİMİ DANIŞMANLAR

Farklı Karıştırma Teknikleri ve Başlangıç Maddelerinden Sentezlenmiş Hidroksiapatit Tozunun Özelliklerinin İncelenmesi

Araçlar: Çıkarma Parçaları şu şekilde etiketlenmiştir:

ADSORPSİYON METODUYLA AKTİF KARBONLA FENOL GİDERİMİ

On-line Oksijen Tüketiminin Ölçülmesiyle Havalandırma Prosesinde Enerji Optimizasyonu

ASC (ANDALUZİT, SİLİSYUM KARBÜR) VE AZS (ANDALUZİT, ZİRKON, SİLİSYUM KARBÜR) MALZEMELERİN ALKALİ VE AŞINMA DİRENÇLERİNİN İNCELENMESİ

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

Her madde atomlardan oluşur

Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) Chemical Oxygen Demand (COD)

İÇME SULARININ DEZENFEKSİYONUNDA NANOMATEYALLERİN KULLANIMI

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

ASİTLER- BAZLAR. Suyun kendi kendine iyonlaşmasına Suyun Otonizasyonu - Otoprotoliz adı verilir. Suda oluşan H + sadece protondur.

NANO-TİO 2 KATALİZÖRLER İLE UV-IŞINI ALTINDA FENOL ÜN FOTOKATALİTİK AKTİVİTESİNİN İNCELENMESİ

1. Kıyı Bölgelerinde Çevre Kirliliği ve Kontrolü KÇKK

MUCİZE KALKAN İLE SUYUMUZ ŞİMDİ PET ŞİŞELERDE DE SAĞLIKLI

ÇANAKKALE-ÇAN LİNYİTİNİN KURUMA DAVRANIŞI

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEME LABORATUARI II DERSİ AKIMLI VE AKIMSIZ KAPLAMALAR DENEY FÖYÜ

TOPRAK TOPRAK TEKSTÜRÜ (BÜNYESİ)

Doğal Rb elementinin atom kütlesi 85,47 g/mol dür ve atom kütleleri 84,91 g/mol olan 86 Rb ile 86,92 olan 87

ATIKSULARDAKİ FENOL KİRLİLİĞİNİN BİYOSORPSİYON YÖNTEMİ İLE GİDERİMİNİN KESİKLİ SİSTEMDE İNCELENMESİ

ELBİSTAN LİNYİTİ VE ATIKLARIN BİRLİKTE SIVILAŞTIRILMASI

Üzüm Posası (Cibre) ile Sulu Çözeltilerden Ni(II) ve Zn(II) Giderimi

Transkript:

ZEYTİN ÇEKİRDEĞİNDEN ELDE EDİLEN AKTİF KARBONUN REAKTİF KIRMIZI 195 BOYARMADDESİNİN KATALİTİK OZONLANMASINDA KULLANILMASI * The Use of Activated Carbon Prepared From Olive Stone As a Novel Non- Conventional Low Cost Catalyst for Ozonation of Reactive Red 195 Azo Dye Şifa KIR Kimya Anabilim Dalı Şermin GÜL Kimya Anabilim Dalı ÖZET Bu çalışmanın amacı özgün bir katalizör olan zeytin çekirdeğinden hazırlanmış aktif karbonun RR 195 azo boyarmaddesinin parçalanmasında performansını araştırmaktır. Üç aktivasyon reaktifi (KOH, H 3 PO 4, ZnCI 2 ) en iyi katalitik performans açısından araştırıldı. Hazırlanmış aktif karbon örnekleri nano skaladaki yüzey alanı ve aktif partikül boyutu açısından araştırıldı. Bu aktif karbon örneğinin performansı ticari olanlarla karşılaştırıldı. Zeytin çekirdeğinin KOH ile muamele edilmiş aktif karbon en iyi katalitik özelliğe sahiptir. Reaksiyon ph ının optimizasyonu ozonla muamele sulu çözeltilerde absorbans değerlerinin (532 nm, 220 nm, 280 nm) ölçülmesiyle yapıldı. Anahtar kelimeler : Ozon, Reaktif Kırmızı 195, Katalitik Ozonlama, Aktif Karbon ABSTRACT The objective of this study is to investigate the performance of catalytic ozonation process using a novel activated carbon (AC) catalyst prepared from olive stone for degradation of a model RR 195 azo dye in aqueous solutions. Three activation reactants (KOH, ZnCl 2 and H 3 PO 4 ) was investigated for the best catalytic performance. The prepared AC sample was investigated by means of surface area and particle size in nano scale. Performance of this AC sample was compared with commercial products. Active carbon prepared KOH treated olive stone has the best catalytic properties. Optimization of the reaction ph was made in accordance with the absorbance values of ozone treated aqueous solutions (absorbances at 532 nm), the absorbance of double bonds and aromatics (absorbances at 220 and 280 nm, respectively). Keywords: Ozone, Reactive Red 195, Catalytic ozonation, Activated carbon *Yüksek Lisans Tezi MSc Thesis 219

Giriş Dünya da 100.000 çeşitten fazla boya, günlük 7x10 5 tonun üzerinde bir miktarda tekstil endüstrisinde kullanılmaktadır. Boya üretim tesislerinden günlük %2, tekstil ve benzeri endüstrilerden ise %10 gibi yüksek miktarlarda atık olarak çevreye verilmektedir. Su ortamına verilen boyarmaddenin çok yönlü çevresel etkiye neden olduğu bilinmektedir. Bu etkilerin başında güneş ışığını absorblayarak sucul ortamda biyolojik yaşamı tehlikeye sokmasıdır. Bunun dışında doğrudan verildiği ortamda canlı yaşam üzerine önemli toksik etkiye sahiptir. Ayrıca boyarmaddelerin bazı sucul organizmalarda birikmesi toksik ve kanserojenik ürünlerin meydana gelme riskini de beraberinde getirmektedir. Bu bağlamda boyarmadde içeren tekstil endüstrisi atık sularının renk giderim prosesleri ekolojik açıdan önem kazanmaktadır. Atık su arıtımında geleneksel biyolojik ve kimyasal arıtım teknolojileri kullanılmaktadır. Bu teknolojilerde temizlenmiş suyun kalitesinin arttırılmasında adsorban kullanımı uzun zamandan beri bilinmekle birlikte kirlilik dozunun ve kirletici sayısının çok hızlı artmasına bağlı olarak yeni arıtım teknolojilerine ve daha güçlü ve tekrarlanabilir kullanımı olan adsorbanlara ihtiyaç artmıştır. Adsorban olarak ucuz ve çevresel atıklardan elde edilen aktif karbonun kullanımı önemli bir yere sahiptir. Aktif karbon, karbon içerikli her türlü (katı veya sıvı) organik materyalin fiziksel veya kimyasal aktivasyon yöntemlerine göre işlenmesi sonucu elde edilmektedir. Metodun ve işlemin farklılığına göre aktif karbon kalitesi de değişmektedir. Aktif karbon metod ve kullanım alanına bağlı olarak toz, granül, pellet olarak üretilmekte ve kullanılmaktadır (Tantekin 2006). Ozon yüksek oksidasyon potansiyeline sahip olması nedeniyle birçok organik bileşiğin parçalanmasına olanak sağlar. Bu bileşikler içinde boyarmaddeler önemli bir yere sahiptir. Son yıllarda kirlilik gideriminde ozonla birlikte aktif karbon kullanımı oldukça önemli bir arıtım prosesi olarak öne çıkmaktadır. Bu kombinasyonda aktif karbon, ozonun toksik bileşikleri parçalayabilirliğini yüksek oksidatif yüzeyleri sayesinde arttırmaktadır. Böylece prosesin arıtım verimi artmaktadır (Kılıçer 2006). Aktif karbonun ozon reaksiyonuna etkisi hidroksil radikalinin üretimini artırması şeklindedir. Ozonun sulu ortamda bozunması sonucu oluşan hidroksil radikalinin ozonun kendisinden daha reaktif olduğu bilinmektedir. Materyal Ve Metot Materyal Vinilsülfon reaktif grup ve monoklortriazin içeren suda çözünen bifonksiyonel azo boyarmaddesi Reaktif Kırmızı 195 (RR 195) ile çalışıldı. Boyarmaddenin deiyonize suyla 100 mg/l çözeltileri hazırlandı. Çalışmada kullanılan Reaktif Kırmızı 195 (RR 195) boyarmaddesinin hakkında genel bilgiler Çizelge 1. de verilmektedir. RR 195 boyarmaddesinin kimyasal yapısı Şekil 1. de verilmektedir. 220

Çizelge 1. Reaktif kırmızı 195 boyarmaddesi hakkında genel bilgiler Sınıfı Kimyasal Sınıfı Ticari ve Genel Adı Reaktif Monoazo Synozol Red HF-6BN 150%C.I. Reactive Red 195 Molekül Formülü C 31 H 19 ClN 7 Na 5 O 19 S 6 Molekül Ağırlığı (g.mol -1 ) 1136,3 λ max ( nm) 532 Şekil 1. RR 195 boyarmaddesinin kimyasal yapısı Metot Analitik Metotlar UV/Vis Spektrometrik Analizler HPLC analizlerinde çalışılacak dalga boyunun belirlenmesinde ve analiz sırasında alınan örnekler içindeki organik maddelerin nicel analizlerinde kullanıldı. Çalışılan reaktif boyarmaddenin absorbans taraması yapılarak maksimum absorbansın gözlendiği dalga boyu, 532 nm deki absorbans (renk), 220 nm deki absorbans (çift bağ karakterizasyonu) ve 292 nm deki absorbans (aromatikliğin karakterizasyonu) ölçümleri yapıldı. Yüzey Analizleri ve Porozimetre Ölçümleri Hazırlanan aktif karbon örnekleri (TAK1, TAK2 ve TAK3),ticari granüle aktif karbon (GAK) ve toz aktif karbon (TAK) örneklerinin yüzey alanı ve yüzey karakterizasyonu 77 K de N 2 adsorpsiyonu ile BET yöntemine göre Micrometrics Tristar 3000 model yüzey analizör ve porozimetre cihazında Malatya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümünde yapılmıştır. 221

TOK Analizleri Çalışılan maddelerdeki toplam organik karbon azalışının incelenmesi için TOK analizleri yapıldı. TOK ölçümleri: 1) Örnekteki organik karbonun yükseltgenmesi (yakılması), 2) Yükseltgenmiş ürünün (CO 2 ) belirlenmesi ve kantitatif olarak tespit edilmesi, 3) Sonuçların örneğin birim hacmindeki karbon kütlesi cinsinden verilmesini içerir. Kimyasal Metodlar Kimyasal metod olarak ileri oksidasyon yöntemlerinden bazıları kullanıldı: O 3, O 3 /GAK, O 3 /TAK, O 3 /TAK1 (Zeytin çekirdeğinden elde edilen KOH ile muamele edilmiş TAK), O 3 /TAK2 (Zeytin çekirdeğinden elde edilen H 3 PO 4 ile muamele edilmiş TAK), O 3 /TAK3 (Zeytin çekirdeğinden elde edilen ZnCl 2 ile muamele edilmiş TAK). Ozon Reaktif boyarmaddelerin ozonlanması aşağıda şekli görülen düzenekte çalışıldı. Şekil 2. Ozon oksidasyon düzeneğinin şematik gösterimi Ozonlama reaksiyonları 1 L lik cam reaktörden 8 g/saat ozon gazı geçirilerek gerçekleştirildi. Daha önceki çalışmalardan belirlenmiş olan optimum ph da (ph:11), 100 mg/l boyarmadde çözeltisi hazırlandı. Ozonlama süresi (30 dk) boyunca belirli aralıklarla (5, 10, 20, 30 dk) örnekler alındı ve analizleri (UV/Vis, TOK, SEM) yapıldı. Aktif Karbon Üretiminde Kullanılan Düzenek Aktivasyon işlemi Malatya İnönü Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümün de 6 cm iç çapında Lenton marka otomatik ayarlı quartz borulu silindirik bir fırın içerisinde yapıldı. Düzenek Şekil 3. de gösterildi. 222

Şekil 3. Aktif Karbon Üretiminde Kullanılan Düzenek Aktif Karbonların Hazırlanması Aktif karbon örnekleri impregnant kimyasalı olarak KOH, H 3 PO 4 ve ZnCI 2 kullanılarak değişik sıcaklık aralığında kimyasal aktivasyon yöntemine göre hazırlandı. Emdirici etkisini görmek açısından ham örnek 500 C - 800 C sıcaklıklarda emdiricisiz olarak aktivasyona tabi tutuldu. Emdiricisiz aktivasyon; çekirdekler kuartz küvet içerisine koyularak silindirik fırında 100 ml/dk N 2 atmosferi altında 10 C / dk ısıtma hızında 500 ve 800 C sıcaklıklarda 1 saat süre ile aktifleştirildi. Fırın içerisinde inert atmosferde oda sıcaklığına kadar soğutuldu. Örnekler saf su ile nötral oluncaya kadar yıkandıktan sonra 105 C de 24 saat kurutularak, agat havanda iyice öğütülerek analizler için saklandı. Çinko Klorür kullanılarak aktivasyon; çekirdekler ZnCl 2 ile impregnasyon oranı 1:1 olacak şekilde karıştırılarak ve 105 C de 24 saat etüvde kurutulduktan sonra kuartz küvet içerisinde silindirik fırında 100 ml/dak N 2 atmosferi altında 10 C / dk ısıtma hızında 400, 500, 600, 700, 800 ve 900 C sıcaklıklarda 1 saat süre ile aktifleştirildi. Fırından alınan örnekler ilk önce bir miktar 0,5 N HCl ile daha sonra saf su ile yıkandı. Örneklerde klor iyonları kalmayıncaya kadar yıkama işlemi devam ettirildi. Klor iyonlarının kalıp kalmadığı AgNO 3 testi yapılarak bulundu. Yıkama işleminin ardından aktif karbon 105 C de 24 saat kurutularak, agat havanda iyice öğütülerek ve analizler için saklandı. Fosforik Asit kullanılarak aktivasyon; impregnant/hammadde oranı ağırlıkça 0,50:1 (ağırlıkça %25'lik çözelti/50 g hammadde) olacak şekilde karışımlar hazırlanmıştır. Hazırlanan bu karışımlar 24 saat sürekli olarak karıştırıldıktan sonra 24 saat sonunda, önce sıcak saf su ile daha sonra soğuk saf su ile ph = 6-6,5 oluncaya kadar yıkanmıştır. Fosfat tepkimesi için kurşun nitrat kullanılmıştır. Yıkama işleminden sonra numuneler gece boyunca 130 C'de etüvde kurutulmuştur. Potasyum hidroksit kullanılarak aktivasyon; Bu çalışmalarda da 1-1,60 mm boyut aralığında zeytin çekirdekleri kullanılmıştır. Bazik çözeltilerle yapılan 223

% giderme % giderme % giderme Ç.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Yıl:2010 Cilt:22-3 işlemlerde, impregnant/ham madde oranı ağırlıkça 0,70:1 (ağırlıkça %35'lik çözelti/50 g ham madde) olarak sabit tutulmuştur. Bunun nedeni, bazik kimyasallar için 0,70:1 oranında yapılan çalışmalarda literatürde bu oranın iyi sonuçlar vermiş olmasıdır. Bu kısımda kullanılan kimyasal madde KOH dir. 0,70:1 oranında zeytin çekirdekleri için hazırlanmış olan karışımlar, 24 saat sürekli olarak karıştırılarak bekletilmiştir. Bu süre sonunda, önce sıcak saf su ile daha sonra soğuk saf su ile ph = 6-6,5 oluncaya kadar yıkama işlemi uygulanmış ve ön işlem görmüş numuneler gece boyunca 130 C'de kurutulmuştur. BULGULAR VE TARTIŞMA O 3 /GAK yönteminde, farklı aktivasyon işlemleriyle elde edilen aktif karbonların etkinliğinin araştırılması Katalitik ozonlama işleminde kullanılan, zeytin çekirdeğinden elde edilen aktif karbon değişik kimyasal maddelerle (fosforik asit, çinko klorür ve potasyum hidroksit) materyal ve metodda anlatıldığı şekilde hazırlandı. Her bir örnek 30 dk. süresince ozonlandı. Elde edilen sonuçlar 220 nm, 292 nm ve 532 nm deki absorbans ölçümlerine göre % giderim olarak şekil 4.6 da verilmektedir. a) b) 220 nm 292 nm 100 80 60 40 20 0 2 5 10 20 30 ozonlama süresi (dk) O3 O3/GAK O3/TAK O3/TAK1 O3/TAK2 O3/TAK3 100 80 60 40 20 0 2 5 10 20 30 ozonlama süresi ( dk) O3 GAK O3/TAK O3/TAK1 O3/TAK2 O3/TAK3 c) 532 nm 100 80 60 40 20 0 2 5 10 20 30 ozonlama süresi (dk) O3 GAK O3/TAK O3/TAK1 O3/TAK2 O3/TAK3 Şekil 4. RR 195 boyarmaddesinin farklı katalizörlerle ozonlanmasında UV-Vis absorbans ölçümleri: çift bağ (a), aromatiklik (b) ve renk giderimi (c). C 0 (O3) : 8 g O 3 /saat, C 0 (boyarmadde) : 100 mg/l 224

Boyarmaddenin 220 nm deki çift bağ, 292 nm deki aromatiklik ve 532 nm deki maksimum renk giderimi için en etkili yöntem O 3 /TAK1 olarak belirlendi. Bunun nedeni TAK1 in sahip olduğu yüksek yüzey alanıdır. Bu durum BET analiz sonuçlarından açıkça görülmektedir (Çizelge 2.). Çizelge 2. O 3 /GAK, O 3 /TAK ve O 3 /TAK1 in BET Analiz Sonuçları Örnek S BET (m 2 /g) S MİKRO (m 2 /g) S MEZO (m 2 /g) V TOP (cm 3 /g) V MİKRO (cm 3 /g) V MEZO (cm 3 /g) D p (nm) TAK1 1275 185 1091 0,64 0,094 0,636 2,29 (%15) (%85) (%15) ( % 85 ) TAK 852 570 281 0,53 0,29 0,235 2,49 GAK 841 757 83,92 0,43 0,39 0,046 2,07 Katalizörün yüzey alanı arttıkça, etkileşim yüzeyleri dolayısıyla katalizör olarak etkinliği artmaktadır. İlk 5 dk. içinde renk giderimi %100, doymamışlık giderimi %76,88 ve aromatik yapıların giderimi %94 lere ulaşmaktadır. Süre uzadıkça TAK1 in % giderme veriminin daha fazla artmadığı hatta azaldığı görülmektedir. Bunun nedeninin ozonlamanın etkisiyle aktif karbon yapısının yüzeyinde oksitlenmelere bağlı olarak ortaya çıkabilecek yapısal değişiklikler olduğu düşünülmektedir. Karbon yapısı temel olarak hidrofilik değildir. Ancak oksitlenme sonucunda yüzey polaritesinin arttığı ve boyanın polar özellikteki parçalanma ürünlerini yüzeyinde tuttuğu, dolayısıyla katalizör etkinliğinin azaldığı düşünülmektedir. KOH emdirilerek aktive edilen TAK1 çok ince partiküler yapıya sahiptir. Zeytin çekirdeğinden elde edilen aktif karbonun alan bakımından % 85 mezo gözeneklerce zengindir. Aynı örnek hacim açısından da benzerlik göstermektedir. Hem alan bakımından hem de hacim açısından yüksek mezo gözeneklere sahip olan TAK1, diğerlerine göre daha kısa sürede ve daha hızlı adsorblama kapasitesine sahip olduğu için 10 dk. dan itibaren çözeltide gerçekleşen ozon reaksiyonun etkinliği azalmaktadır. Bu durum kıyaslamalı olarak Şekil 5 de 5 ve 10 dk ozonlama süreleri için açıkça görülmektedir. (a) 2,28 2,0 O3-GAK O3 1,5 5. DAKİKA (b) 1,85 1,5 O3 O3-GAK 10. DAKİKA 1,0 A 1,0 A 0,5 O3-TAK O3-TAK1 0,5 O3-TAK1 0,00 200,0 300 400 500 600 700 800,0 nm O3-TAK 0,00 200,0 300 400 500 600 700 800,0 nm 225

Şekil 5. O 3 /GAK, O 3 /TAK ve O 3 /TAK1 in yöntemlerinin karşılaştırılması. a ) ph 11-5 dak ozonlama, b ) ph 11-10 dak ozonlama, Boyarmaddenin ozonlanması sonucu mineralizasyon derecesini belirlemek için 2. ve 5. dk lardaki ozonlanmış çözeltilerin TOK analizleri yapıldı. Elde edilen sonuçlar TAK1, TAK ve GAK için Çizelge 3 de verilmektedir. Çizelge 3. Ozonlanmış örneklerin % TOK giderimi Ozonlama Süresi Örnek TAK1 TAK GAK 2 dk. %53,48 %38,31 %46,76 5 dk. %59,87 %60,54 %58,10 2 dk. ozonlanma sonucunda TOK sonuçlarından da görüldüğü gibi en fazla parçalanma TAK1 kullanılarak yapılan katalitik ozonlamada elde edildi. Ancak süre 5 dk. ya çıktığında TAK1 ile elde edilen mineralizasyon derecesi TAK a göre % 1 oranında daha düşük görünmektedir. Bu sonuç TAK1 ve TAK ile yapılan ozonlama etkinliklerinin mineralizasyon açısından farklı olmadığını göstermektedir. TAK1 in SEM fotografları incelendiğinde düzensiz fakat yapı içerisinde yoğun bir gözenek oluştuğu görülmektedir. Gözeneklerin tüm yüzeyi kaplamasından katalitik aktivitenin yüksek olması beklenebilir. Tüm gözenekler iki tarafı açık düzensiz olmakla beraber kısmen silindirik yapılıdır. Görüntü aynı zamanda yüksek yüzey alanına sahip zeytin çekirdeğinin dış yüzeyindeki boşlukları da ifade etmektedir. Şekil 6. TAK1 in SEM görüntüsü TAK1 in TGA spektrumu incelendiğinde yaklaşık 380 0 C de başlayan ve 790 0 C de sona eren %82 lik bir kütle kaybı söz konusudur. 226

4.9. TAK1 in TGA spektrumu Şekil Tartışma ve Sonuçlar Üç aktivasyon reaktifi (KOH, H 3 PO 4,ZnCI 2 ) en iyi katalitik performans açısından araştırıldı. Hazırlanmış aktif karbon örnekleri nano skaladaki yüzey alanı ve aktif partikül boyutu açısından araştırıldı. Bu aktif karbon örneğinin performansı ticari olanlarla karşılaştırıldı. Zeytin çekirdeğinden KOH ile muamele edilmiş aktif karbon en iyi katalitik özelliğe sahiptir. Boyarmaddenin 220 nm deki çift bağ, 292 nm deki aromatiklik ve 532 nm deki maksimum renk giderimi için en etkili yöntem O 3 /TAK1 olarak belirlendi. Bunun nedeni TAK1 in sahip olduğu yüksek yüzey alanıdır. Katalizörün yüzey alanı arttıkça, etkileşim yüzeyleri dolayısıyla katalizör olarak etkinliği artmaktadır. İlk 5 dk. içinde renk giderimi %100, doymamışlık giderimi %76,88 ve aromatik yapıların giderimi ise %94 lere ulaşmaktadır. Süre uzadıkça TAK1 in % giderme veriminin daha fazla artmadığı hatta azaldığı görülmektedir. Bunun nedeninin ozonlamanın etkisiyle aktif karbon yapısının yüzeyinde oksitlenmelere bağlı olarak ortaya çıkabilecek yapısal değişiklikler olduğu düşünülmektedir. Karbon yapısı temel olarak hidrofilik değildir. Ancak oksitlenme sonucunda yüzey polaritesinin arttığı ve boyanın polar özellikteki parçalanma ürünlerini yüzeyinde tuttuğu, dolayısıyla katalizör etkinliğinin azaldığı düşünülmektedir. RR 195 azo boyarmaddesinin ph 11 de parçalanmasının yüksek olması bazik ortamda hidrolize formda bulunan boyanın ozonla katalitik ozonlanarak giderilmesinin mümkün olduğu sonucuna varılmıştır. Bu nedenle bu tez kapsamında geliştirilen KOH ile aktive edilmiş zeytin çekirdeğinden hazırlanmış aktif karbonun katalizör olarak kullanıldığı bazik ortamdaki ozonlama yönteminin tekstil atık sularının arıtılmasında iyi bir yöntem olarak önerilmesi mümkündür. Azo kromofor ve vinil sülfon gruplarıyla boyalar kompleks konjuge moleküllerdir. Böylece FT-IR spektrumunda her bir karakteristik frekansı tanımlamak zordur. O 3 /TAK1 yöntemiyle kısa ozonlama süresi kromofor grupların azalmasına, renk giderimine sebep olmaktadır. Aromatik gruplar hala vardır fakat pik yoğunlukları azalmaktadır. 227

TAK1 in SEM fotoğrafları incelendiğinde düzensiz fakat yapı içerisinde yoğun bir gözenek oluştuğu görülmektedir. Gözeneklerin tüm yüzeyi kaplamasından katalitik aktivitenin yüksek olması beklenebilir. Tüm gözenekler iki tarafı açık düzensiz olmakla beraber kısmen silindirik yapılıdır. Görüntü aynı zamanda yüksek yüzey alanına sahip zeytin çekirdeğinin dış yüzeyindeki boşlukları da ifade etmektedir. TAK1 in TGA spektrumu incelendiğinde yaklaşık 380 0 C de başlayan ve 790 0 C de sona eren %82 lik bir kütle kaybı söz konusudur. Kaynaklar GÜL, Ş., ÖZCAN YILDIRIM, Ö., ERBATUR, O., 2007. Ozonation of C.I. Reactive Red 194 and C.I. Reactive Yellow 145 in aqueous solution in the presence of granular activated carbon. Dyes and Pigments, 75:426-431. HABER, F., WEISS, J., 1934. The catalytic decomposition of hydrogen peroxide by iron salts. Proc. R. Soc. London, A147:332. HEWES, C.G., DAVİNSON, R.R., 1972. Renovation of waste water by ozonation. Water AIChE Symposium Series, 69:71. HOİGNE, J., 1982. Mechanisms rate and selectivites of oxidation of organic compounds initiated by ozonation of water (R.G. Rice ve A. Netzer editör). In Handbook of Ozone Technology and Applications, Ann Arbor Science, Michigan, 1:341-379. HOİGNE, J., 1998. Chemistry of aqueous ozone and transformation of pollutants by ozonation and advanced oxidation processes (J. Hrubez, editör). In: Handbook of environmental Chemistry,Quality and Treatment of Drinking Water II Springer-Verlag, Berlin, 5(C): 81-141. HSU, Y.C., CHEN, J.T., YANG, H.C., 2001. Decolorization of dyes using ozone in a gas-induced reactor. AICHE Journal, 47(1):169-176. HSU, Y.C., YEN, C.H., HUANG, H.C., 1998. Multistage treatment of high strength dye wastewater by coagulation and ozonation. J. Chem. Technol. Biotechnol., 71:71-76. IRMAK, S., 2003. Atık sulardaki endokrin yıkıcı maddelerin ileri oksidasyon yöntemleriyle parçalanmalarının incelenmesi. Çukurova Üniversitesi Doktora Tezi, Adana. KABDAŞLI, I., ÖLMEZ, T., TÜNAY, O., 2002. Factors affecting colour removal from reactive dye bath by ozonation. Water Science and Technology, 45(12):261-270. KANIK, M., 1989. Pamuklu mamullerin reaktif boyarmaddelerle boyanmasında kullanılan yarı kontinü boyama yöntemlerinin karşılaştırılmalı olarak incelenmesi. Uludağ Üniversitesi Yüksek Lisans Tezi, Bursa. 228