Genleştirilmiş polistiren atığının tio2 ile modifikasyonu ve çeşitli kirletici türlerinin gideriminde kullanılabilirliğinin araştırılması

Abstract

Bu tez çalışmasında, polistiren (PS) fabrika atıklarına toksik olmayan TiO2 katalizörü yüklenerek fotoaktif malzeme üretilmiştir. TiO2 parçacıklarının PS yüzeyine kararlı bir şekilde yüklenmesi için ısısal bağlanma yöntemi kullanılmıştır. Hazırlanan TiO2 yükleme yapılmış kompozit malzemenin (TiO2-PS) yüzey karakterizasyonu ve yapısal özellikleri farklı teknikler (XRD, SEM, EDS ve TGA) kullanılarak yapılmıştır. Bunun ardından organik çözücü (etanol) varlığında, asidik, bazik ve nötral ortamlarda (pH 2, 7 ve 10) farklı sürelerde muamele edilerek yüzey dayanıklılık çalışmaları yapılmıştır. TiO2-PS'nin heterojen fotokatalitik giderim yöntemiyle sulu çözeltiden metilen mavisi (MM) ve Cr(VI) gibi kirleticilerin uzaklaştırılmasında kullanılabilirlikleri ve kirleticilerin giderimine pH, başlangıç kirletici derişimi ve başlangıç katalizör kütlesi gibi deneysel şartların etkileri incelenmiştir. Cr(VI)'nın fotokatalitik indirgenmesinde ortamda bulunan EDTA, okzalik asit ve metanol varlığının etkileri de araştırılmıştır. Aynı yöntem kullanılarak ZnO yüklenmiş PS (ZnO-PS), %1 Ag içeren TiO2 yüklenmiş PS (Ag-TiO2-PS) ve %1 ZnO içeren TiO2 yüklenmiş PS (ZnO-TiO2-PS) katalizörleri de üretilmiştir. Tüm bu malzemeler MM veya Cr(VI) gideriminde test edilmiş ve aktiviteleri TiO2 ile karşılaştırılmıştır. Üretilen katalizör yüklü malzemelerin antimikrobiyal etkinlikleri Escherichia coli ve Aspergillus niger gibi model mikroorganizmalar kullanılarak belirlenmiştir. Hazırlanan katalizör yüklü malzemelerin sulardan organik ve inorganik kökenli kirleticilerin uzaklaştırılmasında etkin bir şekilde kullanılabileceği ortaya konulmuştur. In this study, a photoactive material has been produced by loading non-toxic TiO2 catalyst to factory waste polystyrene. A thermal attachment method was employed for the stable immobilization of TiO2 particles onto polystyrene surface. The surface characterization and structural properties of the produced TiO2 immobilized composite material (TiO2-PS) were employed using different techniques (XRD, SEM, EDS and TGA). Then, the surface durability tests were carried out in the presence of acidic, neutral or basic solutions (pH 2, 7 or 10) and organic solution (ethanol) for different treatment periods. The usability of TiO2-PS for removal of pollutants such as Cr(VI) and methylene blue (MB) from aqueous medium and effect of various experimental parameters such as pH, initial pollutant concentration and initial catalyst mass was investigated using heterogeneous photocatalytic degradation method. The photocatalytic reduction of chromium (VI) ions has also been investigated in the presence of EDTA, oxalic acid and methanol. Additionally, ZnO immobilized PS (ZnO), 1% Ag doped TiO2 immobilized PS (Ag-TiO2-PS) and 1% ZnO doped TiO2 immobilized PS (ZnO-TiO2-PS) were produced using the same procedure. All these materials were tested for the removal of MB or Cr(VI) and their activities were compared with TiO2. Antimicrobial properties of all catalyst immobilized materials were determined using Aspergillus niger and Escherichia coli as model microorganisms. The study has revealed that prepared catalyst immobilized materials may be used for the effective removal of organic or inorganic pollutants from water.