Research Article

Kimyasal Çöktürme Yöntemiyle Persülfat Aktivasyonu için Aktif Karbon Destekli Demir ve Kobalt Bazlı Katalizör Sentezi ve Eritromisin Degradasyonu için Uygulaması

Volume: 13 Number: 4 December 15, 2023
TR EN

Kimyasal Çöktürme Yöntemiyle Persülfat Aktivasyonu için Aktif Karbon Destekli Demir ve Kobalt Bazlı Katalizör Sentezi ve Eritromisin Degradasyonu için Uygulaması

Abstract

Kalıcı organik kirleticilerin sucul ortamlardan ileri oksidasyon yöntemleriyle giderimi için etkili, ekonomik ve çevre dostu heterojen katalizörlerin geliştirilmesi son zamanlarda oldukça önem kazanmıştır. Bu çalışmada, aktif karbon (AC) destekli demir (CP-Fe) ve kobalt (CP-Co) bazlı katalizörler kimyasal çöktürme yöntemiyle hazırlanmıştır. Hazırlanan katalizörler FTIR, FESEM, EDX-haritalama, XRD, pHpzc, Boehm titrasyonu ve BET yüzey alanı teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. AC destekli CP-Fe ve CP-Co katalizörlerin spesifik yüzey alanlarının sırasıyla 396.42 ve 441.76 m2/g olduğu ve her iki katalizörün de mezo gözenekli bir yapıya sahip olduğu belirlenmiştir. Demir ve kobaltın AC yüzeyine homojen bir şekilde yayılmış olduğu, demirin manyetit (Fe3O4) ve kobaltın ise amorf yapıda olduğu tespit edilmiştir. Katalizörlerin katalitik aktiviteleri, persülfat aktivasyonu ile eritromisin (ERY) degradasyonunda test edilmiştir. CP-Fe katalizör varlığında ERY 60 dk’da %96 oranında degrede olurken, CP-Co katalizör varlığında 30 dk içinde tamamen degrede olmuştur. Her iki katalizörün de adsorpsiyon ve degradasyonun birlikte sinerjik etkisiyle ERY’yi parçalamada ve gidermede yüksek katalitik aktivite gösterdiği belirlenmiştir.

Keywords

Aktif karbon, Destek materyali, Katalizör sentezi, İleri oksidasyon, Bozunma, Kalıcı organik kirletici

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

117Y300

Thanks

Bu çalışma 117Y300 numaralı proje ile Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından desteklenmiştir. Katkılarından dolayı TÜBİTAK'a teşekkür ederiz.

References

  1. Akçakal, Ö., Şahin, M., & Erdem, M. (2019). Synthesis and characterization of high-quality activated carbons from hard-shelled agricultural wastes mixture by zinc chloride activation. Chemical Engineering Communications, 206(7), 888-897. https://doi.org/10.1080/00986445.2018.1534231
  2. Al-Hazmi, G. A. A., El-Zahhar, A. A., El-Desouky, M. G., El-Bindary, M. A., & El-Bindary, A. A. (2022). Adsorption of industrial dye onto a zirconium metal-organic framework: synthesis, characterization, kinetics, thermodynamics, and DFT calculations. Journal of Coordination Chemistry, 75(9-10), 1203-1229. https://doi.org/10.1080/00958972.2022.2114349
  3. Altıntıg, E., Altundag, H., Tuzen, M., & Sarı, A. (2017). Effective removal of methylene blue from aqueous solutions using magnetic loaded activated carbon as novel adsorbent. Chemical Engineering Research and Design, 122, 151-163. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2017.03.035
  4. Arends, I. W. C. E., & Sheldon, R. A. (2001). Activities and stabilities of heterogeneous catalysts in selective liquid phase oxidations: recent developments. Applied Catalysis A: General, 212(1), 175-187. https://doi.org/10.1016/S0926-860X(00)00855-3
  5. Barbosa, M. O., Moreira, N. F. F., Ribeiro, A. R., Pereira, M. F. R., & Silva, A. M. T. (2016). Occurrence and removal of organic micropollutants: An overview of the watch list of EU Decision 2015/495. Water Research, 94, 257-279. https://doi.org/10.1016/j.watres.2016.02.047
  6. Boehm, H. P. (2002). Surface oxides on carbon and their analysis: a critical assessment. Carbon, 40(2), 145-149. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(01)00165-8
  7. Carrott, P. J. M., Nabais, J. M. V., Carrott, M. M. L. R., & Menéndez, J. A. (2001). Thermal treatments of activated carbon fibres using a microwave furnace. Microporous and Mesoporous Materials, 47(2), 243-252. https://doi.org/10.1016/S1387-1811(01)00384-5
  8. Erdem, H. ve Erdem, M. (2021a, 20-22 May 2021). Efficient Degradation of Fenoprofen from Aquatic Environments Using an Activated Carbon-Supported Iron-Based Catalyst, II. International Conference on Innovative Engineering Applications (CIEA’ 2021), Muş Alparslan University, Muş, Türkiye.
  9. Erdem, H. ve Erdem, M. (2021b, 20-22 May 2021). Tetracycline Degradation by Persulfate Activation Using an Efficient Heterogeneous Catalyst, II. International Conference on Innovative Engineering Applications (CIEA’ 2021), Muş Alparslan University, Muş, Türkiye.
  10. Erdem, H. ve Erdem, M. (2022a). Ciprofloxacin Degradation with Persulfate Activated with the Synergistic Effect of the Activated Carbon and Cobalt Dual Catalyst. Arabian Journal for Science and Engineering. https://doi.org/10.1007/s13369-022-06907-1
APA
Erdem, H., & Erdem, M. (2023). Kimyasal Çöktürme Yöntemiyle Persülfat Aktivasyonu için Aktif Karbon Destekli Demir ve Kobalt Bazlı Katalizör Sentezi ve Eritromisin Degradasyonu için Uygulaması. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 13(4), 1780-1797. https://doi.org/10.31466/kfbd.1336484
AMA
1.Erdem H, Erdem M. Kimyasal Çöktürme Yöntemiyle Persülfat Aktivasyonu için Aktif Karbon Destekli Demir ve Kobalt Bazlı Katalizör Sentezi ve Eritromisin Degradasyonu için Uygulaması. KFBD. 2023;13(4):1780-1797. doi:10.31466/kfbd.1336484
Chicago
Erdem, Hatice, and Mehmet Erdem. 2023. “Kimyasal Çöktürme Yöntemiyle Persülfat Aktivasyonu Için Aktif Karbon Destekli Demir Ve Kobalt Bazlı Katalizör Sentezi Ve Eritromisin Degradasyonu Için Uygulaması”. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi 13 (4): 1780-97. https://doi.org/10.31466/kfbd.1336484.
EndNote
Erdem H, Erdem M (December 1, 2023) Kimyasal Çöktürme Yöntemiyle Persülfat Aktivasyonu için Aktif Karbon Destekli Demir ve Kobalt Bazlı Katalizör Sentezi ve Eritromisin Degradasyonu için Uygulaması. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi 13 4 1780–1797.
IEEE
[1]H. Erdem and M. Erdem, “Kimyasal Çöktürme Yöntemiyle Persülfat Aktivasyonu için Aktif Karbon Destekli Demir ve Kobalt Bazlı Katalizör Sentezi ve Eritromisin Degradasyonu için Uygulaması”, KFBD, vol. 13, no. 4, pp. 1780–1797, Dec. 2023, doi: 10.31466/kfbd.1336484.
ISNAD
Erdem, Hatice - Erdem, Mehmet. “Kimyasal Çöktürme Yöntemiyle Persülfat Aktivasyonu Için Aktif Karbon Destekli Demir Ve Kobalt Bazlı Katalizör Sentezi Ve Eritromisin Degradasyonu Için Uygulaması”. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi 13/4 (December 1, 2023): 1780-1797. https://doi.org/10.31466/kfbd.1336484.
JAMA
1.Erdem H, Erdem M. Kimyasal Çöktürme Yöntemiyle Persülfat Aktivasyonu için Aktif Karbon Destekli Demir ve Kobalt Bazlı Katalizör Sentezi ve Eritromisin Degradasyonu için Uygulaması. KFBD. 2023;13:1780–1797.
MLA
Erdem, Hatice, and Mehmet Erdem. “Kimyasal Çöktürme Yöntemiyle Persülfat Aktivasyonu Için Aktif Karbon Destekli Demir Ve Kobalt Bazlı Katalizör Sentezi Ve Eritromisin Degradasyonu Için Uygulaması”. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, vol. 13, no. 4, Dec. 2023, pp. 1780-97, doi:10.31466/kfbd.1336484.
Vancouver
1.Hatice Erdem, Mehmet Erdem. Kimyasal Çöktürme Yöntemiyle Persülfat Aktivasyonu için Aktif Karbon Destekli Demir ve Kobalt Bazlı Katalizör Sentezi ve Eritromisin Degradasyonu için Uygulaması. KFBD. 2023 Dec. 1;13(4):1780-97. doi:10.31466/kfbd.1336484