Dergiler / Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi / 2020 / Cilt: 8 - Sayı: 3
ORGANİK MADDE GİDERİMİ İÇİN EŞ ANLI (IN-SITU) FE-KATKILI TİO2’NİN FOTOKATALİTİK AKTİVİTESİ
- Sayfa
- 664–670
- DOI
- —
Özet
Hümik asitler, su ortamlarındaki doğal organik maddenin (DOM) büyük bir kısmını temsil etmektedirler. Hümik asitlerin tam olarak tanımlanmamış kimyasal bileşimleri ve karmaşık yapıları sebebiyle doğal sularda bulunmaları istenmemektedir. Bu çalışmada, hümik asidin 100 kDa moleküler boyut fraksiyonunun degradasyonunun incelenmesi için sentezlenen Fe katkılı TiO2 fotokatalizörlerinin simüle edilmiş güneş ışığı altındaki fotokatalitik aktivitesi incelenmiştir. Bu amaçla, beş farklı Fe/Ti molar oranından oluşan fotokatalizörler, eş-anlı (in-situ) sol jel yöntemi ile hazırlanmıştır. Hazırlanan Fe katkılı TiO2 fotokatalizörlerinin karakterizasyonu FTIR spektroskopik yöntemi ve Raman spektroskopisi kullanılarak yapılmıştır. Katalizörlerin optimum dozlarının hümik asidin giderimine olan etkisi yapılan çalışmada belirlenmiştir. Buna ilaveten, UV-vis spektroskopisinin parametrelerine dayanılarak hümik asit gideriminin kinetiği incelenmiştir. Ayrıca, fotokatalitik degradasyon sırasında hümik asit yapısında gerçekleşen değişikliklerin açıklanabilmesi için uyarılma-emisyon matrisi (UEM) gibi spektroskopik floresans teknikleri kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar eş-anlı (in-situ) sol-jel yöntemi ile hazırlanan fotokatalizörlerin kullanılması ile 120 dakika fotokatalitik işlem sonucunda hümik asit gideriminin % 20 ile % 25 aralığında olabileceğini göstermektedir.
Abstract
Humic acids represent a major fraction of natural organic matter (NOM) in aquaticenvironments. Having undefined composition and complex ill-defined structures,their presence in natural waters is undesirable. In this study, solar photocatalyticactivity of synthesized Fe-doped TiO2 photocatalysts was investigated for thedegradation of a 100 kDa molecular size fraction of humic acid. For this purpose,catalysts comprised of 5 different molar ratios of Fe/Ti were prepared by in-situ solgel method and characterized by FTIR and Raman spectroscopy. Optimum loadingsof the catalysts were determined and the kinetics of humic acid removal wasinvestigated focusing on UV–vis spectroscopic parameters. Moreover, fluorescencetechniques such as excitation-emission matrix (EEM) were also acquired forelucidating induced structural changes of humic acid during photocatalyticdegradation. Results revealed that, using photocatalysts prepared by in-situ sol-gelmethod 20 to 25% removal of humic acid could be attained after photocatalytictreatment of 120 min.