Tekstil Endüstrisi Atık Sularının Fotokatalitik Olarak Giderimi için Popd/Ag Film Fotokatalizörünün Sentezi

Abstract

Endüstriyel kaynaklı atık sular artılmadan alıcı ortama deşarj edildiğinde hava, su ve toprağın kirlenmesine neden olmaktadır. Bu nedenle atık suların alıcı ortama salınmadan önce mutlaka arıtılması gerekmektedir. Tekstil endüstrisi, alıcı ortama fazla miktarda toksik, renkli ve konserojenik maddeler içeren atık su salan bir endüstri koludur. Tekstil endüstrisi atık sularının renginin giderilmesinde fotokatalitik bozunma prosesleri son zamanlarda en çok tercih edilen yöntemlerden biridir. Fotokataliz bir yarıiletkenin bant boşluğuna uygun bir ışık kaynağı ile uyarılması ile oluşan reaktif türler yardımıyla zararlı organik yapılarının zararsız su, karbon dioksit ve mineral tuzlara dönüştürülmesidir. Film fotokatalizörler fotokatalitik bozunma tamamlandıktan sonra kolaylıkla alıcı ortamdan ayrılabildiği için tekrar kullanım kolaylığı sağlamaktır. Bu amaçla bu çalışmada görünür ışık ile uyarılabilen, fotokatalitik performansı yüksek, tekrar kullanılabilen film fotokatalizörlerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Tekstil endüstrisi atık sularının fotokatalitik olarak giderilmesi için elektrokimyasal yöntemle Ag katkılanmış poli(orto-fenilendiamin) (POPD/Ag) kalem ucu elektrot üzerine sentezlenmiştir. Bu amaçla belirli miktarda AgNO3 ve orto-fenilendiamin monerini içeren sulu çözelti hazırlanmıştır. Polimerizasyon çalışma elektrodu olarak kalem ucu gratif, karşıt elektrot olarak Pt tel ve referans elektrot olarak Ag tel kullanılan üç elektrotlu elektrokimyasal hücrede gerçekleştirilmiştir. POPD/Ag filminin morfolojik, spektroskopik ve optik karakterizasyonu için sırasıyla taramalı elektron mikroskopu, Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi ve UV görünür bölge absorpsiyon spektroskopisi kullanılmıştır. Karakterizasyonu tamamlanan POPD/Ag filminin fotokatalitik performansı model boya olarak seçilen malahit yeşilinin (MY) görünür ışık altında renginin giderilmesi amacıyla incelenmiştir. MY boyası görünür ışık altında 50 dk sonunda rengi tamamen giderilmiştir. MY boyasının renginin fotokatalitik olarak giderilmesine Ag katkılama oranının, boya derişiminin etkisi incelenmiştir. Ag katkılamanın fotokatalitik aktiviteye etkisinin kıyaslanması amacıyla tüm fotokatalitik performans çalışmaları saf POPD filmi ile aynı koşullar altında tekrarlanmıştır. Fotokatalik reaksiyon hız sabitleri, reaksiyonun birinci dereceden olduğu kabul edilerek hesaplanmıştır. Ayrıca üretilen POPD/Ag film fotokatalizörünün MY boyasının giderilmesindeki fotokatalitik kararlılığının incelenmesi amacıyla tekrar kullanım çalışmaları tamamlanmıştır. Beşinci kullanımda dahi POPD/Ag film fotokatalizörü performansını korumuştur. Bütün sonuçlar değerlendirildiğinde görünür ışık altında aktifleşebilen, organik boyaların fotokatalitik olarak giderilmesinde yüksek performansa sahip tekrar kullanılabilen film fotokatalizör başarılı bir şekilde üretilmiştir.