Et işleme endüstrisi atıksularının heterojen elektro fenton prosesi ile arıtımında MWCNT-Mn3O4/Fe3O4/CeO2 katalizörünün etkinliğinin araştırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ZİLAN ŞİRP
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Dilara Öztürk
Eş Danışman: Hilal Çelik Kazıcı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tezde, et işleme endüstrilerinde ortaya çıkan atıksulardan Heterojen Elektro Fenton (HEF) prosesi ile KOİ giderimi amaçlanmıştır. MWCNT-Mn3O4/Fe3O4/CeO2 HEF katalizörü olarak kullanılmıştır. Katalizör XRD, FT-IR, XPS, Zeta potansiyeli ve DLS, BET, SEM/EDX ve TEM analizleri ile karakterize edilmiştir. Katalizörün ortalama partikül boyutu 4.5 nm, zeta potansiyeli ise -22.84 mV olarak belirlenmiştir. Nanopartiküllerin MWCNT yüzeyine homojen dekore edildiği ancak kısmi agglomerasyonların olduğu tespit edilmiştir. FTIR ve XPS analizleri ile katalizörün kimyasal bağ yapıları ve metal oksit nanopartiküllerin valans elektron durumları doğrulanmıştır. Katalizörün BET yüzey alanı 52.80 m²/g olarak, gözenek hacmi ise 0.103653 cm³/g olarak belirlenmiştir. Proses koşullarının numerik optimizasyonu Cevap Yüzey Yöntemi (CYY) yöntemi ile sağlanarak model uygunluğu araştırılmıştır. Kuadratik modelin regresyon katsayısı (R2) 0.9894 olarak bulunmuştur. Deneysel olarak elde edilen veriler ile tahmini değerler yakın bulunmuştur. Modelin güvenilir ve anlamlı olduğu sonucuna varılmıştır (p<0.0001). Numerik olarak optimize edilmiş şartlar; pH 4.3, akım şiddeti 7.6 A, reaksiyon süresi 83 dakika ve katalizör dozu 0.56 g/L olarak belirlenmiştir. Optimum şartlar altında KOİ giderim verimi %92 olarak tespit edilmiştir. 1 Kg KOİ'nin uzaklaştırılması için gereken enerji miktarı 54.96 kW-saat olup enerji maliyeti 8.68 $ olarak bulunmuştur. Katalizör etkinliğini araştıran çalışmalarda, Adsorpsiyon, Anodik Oksidasyon (AO) ve AO-H2O2 KOİ giderme performansını sırasıyla %25, %68 ve %78 olarak göstermiştir. Katalizörün tekrar kullanılabilirlik denemelerinde 6 döngü boyunca yüksek KOİ giderim performansı sergilediği ve metal salınımının düşük olduğu görülmüştür. Altı döngü boyunca sırasıyla KOİ giderimi (%) 92, 88, 85, 82, 77 ve %74 olarak hesaplanmış ve altıncı döngü sonunda çalışma sonlandırılmıştır. Süpürücü ajan deneyleri optimum şartlar altında gerçekleştirilmiş olup, oksidasyondan sorumlu en etkili radikalin ⦁OH olduğu belirlenmiştir. Dönüşümlü voltametri (CV) tekniği kullanılarak, katalizörün stabilitesinin iyi olduğu ortaya konulmuştur.