Research Article

Atık Biyokütlenin Pirolizinden Hazırlanan Termal Modifiye Biyoçar Elektrotlar ile Elektro-Fenton Sisteminde Astrazon Blue Giderimi

Volume: 8 Number: 3 December 31, 2022
EN TR

Atık Biyokütlenin Pirolizinden Hazırlanan Termal Modifiye Biyoçar Elektrotlar ile Elektro-Fenton Sisteminde Astrazon Blue Giderimi

Abstract

Bu çalışmada, öncelikle karışık mobilya atığı olan biyokütleden piroliz ile elde edilen biyoçar ürünlerin modifikasyon yapılmadan (ham) ve termal (fiziksel) modifikasyondan sonra elektrotlara dönüştürülmesiyle bir Elektro-Fenton (EF) sistemi kuruldu. Biyoçar ürünlerin termal modifikasyon değişkenleri, gaz türü (N2,CO2), sıcaklık (500,700,900°C) ve süre (1,2,4 saat) olmak üzere 3 değişken olarak belirlendi. Kurulan EF sisteminde katot olarak kullanılan modifiye biyoçar elektrotların, peroksit üretimi-akım verimliliği (CE) ve boya giderim verimi üzerine etkileri incelenerek en etkin biyoçar elektrot ve modifikasyon şartları belirlendi. Çalışmada, pH:3, EF süresi: 0.5 saat, katodik potansiyel:2V, katalizör (FeSO4) konsantrasyonu:0.2 mM, elektrolit (Na2SO4) konsantrasyonu: 50 mM deneysel EF şartları olarak, 50 mg/L Astrazon blue sulu çözeltisi ise model kirletici olarak seçildi. Bu deneysel şartlar altında incelenen biyoçar elektrotlar içinde boya giderimi, peroksit üretimi ve akım verimliği (CE) açısından en etkin biyoçar elektrot, CO2 gazında 700°C’de 1saat süreyle termal modifikasyonu yapılan elektrot (CO2-700-1) olduğu belirlendi. Ayrıca, çalışmanın enerji verimliliği ve ekonomik sonuçları analiz edildi. Elektrotlar, EF sisteminde, %100 boya giderimi için arıtma maliyeti açısından değerlendirildiğinde seçilen en etkin elektrot (CO2-700-1) ile elde edilen arıtım maliyetinin, ham biyoçar (N2-350-4) elektrota göre % 68.2 daha düşük olduğu bulunurken, aynı şartlarda N2 gazı ile modifikasyonu yapılan biyoçar elektrotta (N2-700-1) ise arıtım maliyetindeki düşüş % 66.8 olarak bulundu.

Keywords

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

120Y060

Thanks

Bu çalışma, 120Y060 nolu proje olarak, Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu’nun (TÜBİTAK) sağladığı maddi destek ile gerçekleştirilmiştir. Bu çerçevede, projeye verdiği maddi destek için TÜBİTAK’a, teşekkürlerimizi sunarız.

References

  1. [1] P.V. Nidheesh, R. Gandhimathi, S.T. Ramesh, Degradation of dyes from aqueous solution by Fenton processes: a review, Environ. Sci. Pollut. Res. 2013 204. 20 (2013) 2099–2132. https://doi.org/10.1007/S11356-012-1385-Z.
  2. [2] B.T. Ergan, M. Soybelli, E. Gengeç, Impact of thermal modification of carbon felt on the performance of oxygen reduction reaction and mineralisation of dye in on-line electro fenton system, (2021). https://doi.org/10.1080/03067319.2021.2015341.
  3. [3] B.T. Ergan, E. Gengec, Dye degradation and kinetics of online Electro-Fenton system with thermally activated carbon fiber cathodes, J. Environ. Chem. Eng. 8 (2020) 104217. https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.104217.
  4. [4] F. Deng, H. Olvera-Vargas, O. Garcia-Rodriguez, Y. Zhu, J. Jiang, S. Qiu, J. Yang, Waste-wood-derived biochar cathode and its application in electro-Fenton for sulfathiazole treatment at alkaline pH with pyrophosphate electrolyte, J. Hazard. Mater. 377 (2019) 249–258. https://doi.org/10.1016/J.JHAZMAT.2019.05.077.
  5. [5] C.T. Wang, W.L. Chou, M.H. Chung, Y.M. Kuo, COD removal from real dyeing wastewater by electro-Fenton technology using an activated carbon fiber cathode, Desalination. 253 (2010) 129–134. https://doi.org/10.1016/j.desal.2009.11.020.
  6. [6] H. Lei, H. Li, Z. Li, Z. Li, K. Chen, X. Zhang, H. Wang, Electro-Fenton degradation of cationic red X-GRL using an activated carbon fiber cathode, Process Saf. Environ. Prot. 88 (2010) 431–438. https://doi.org/10.1016/j.psep.2010.06.005.
  7. [7] G. Divyapriya, P.V. Nidheesh, Importance of Graphene in the Electro-Fenton Process, Cite This ACS Omega. 5 (2020) 4732. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b04201.
  8. [8] O. Karatas, N.A. Gengec, E. Gengec, A. Khataee, M. Kobya, High-performance carbon black electrode for oxygen reduction reaction and oxidation of atrazine by electro-Fenton process, Chemosphere. 287 (2022) 132370. https://doi.org/10.1016/J.CHEMOSPHERE.2021.132370.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Chemical Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

December 31, 2022

Submission Date

July 26, 2022

Acceptance Date

October 27, 2022

Published in Issue

Year 2022 Volume: 8 Number: 3

APA
Temur Ergan, B., Aydın, E. S., & Gengec, E. (2022). Atık Biyokütlenin Pirolizinden Hazırlanan Termal Modifiye Biyoçar Elektrotlar ile Elektro-Fenton Sisteminde Astrazon Blue Giderimi. Gazi Journal of Engineering Sciences, 8(3), 499-510. https://izlik.org/JA73MR83GU
AMA
1.Temur Ergan B, Aydın ES, Gengec E. Atık Biyokütlenin Pirolizinden Hazırlanan Termal Modifiye Biyoçar Elektrotlar ile Elektro-Fenton Sisteminde Astrazon Blue Giderimi. GJES. 2022;8(3):499-510. https://izlik.org/JA73MR83GU
Chicago
Temur Ergan, Basak, Ebubekir Sıddık Aydın, and Erhan Gengec. 2022. “Atık Biyokütlenin Pirolizinden Hazırlanan Termal Modifiye Biyoçar Elektrotlar Ile Elektro-Fenton Sisteminde Astrazon Blue Giderimi”. Gazi Journal of Engineering Sciences 8 (3): 499-510. https://izlik.org/JA73MR83GU.
EndNote
Temur Ergan B, Aydın ES, Gengec E (December 1, 2022) Atık Biyokütlenin Pirolizinden Hazırlanan Termal Modifiye Biyoçar Elektrotlar ile Elektro-Fenton Sisteminde Astrazon Blue Giderimi. Gazi Journal of Engineering Sciences 8 3 499–510.
IEEE
[1]B. Temur Ergan, E. S. Aydın, and E. Gengec, “Atık Biyokütlenin Pirolizinden Hazırlanan Termal Modifiye Biyoçar Elektrotlar ile Elektro-Fenton Sisteminde Astrazon Blue Giderimi”, GJES, vol. 8, no. 3, pp. 499–510, Dec. 2022, [Online]. Available: https://izlik.org/JA73MR83GU
ISNAD
Temur Ergan, Basak - Aydın, Ebubekir Sıddık - Gengec, Erhan. “Atık Biyokütlenin Pirolizinden Hazırlanan Termal Modifiye Biyoçar Elektrotlar Ile Elektro-Fenton Sisteminde Astrazon Blue Giderimi”. Gazi Journal of Engineering Sciences 8/3 (December 1, 2022): 499-510. https://izlik.org/JA73MR83GU.
JAMA
1.Temur Ergan B, Aydın ES, Gengec E. Atık Biyokütlenin Pirolizinden Hazırlanan Termal Modifiye Biyoçar Elektrotlar ile Elektro-Fenton Sisteminde Astrazon Blue Giderimi. GJES. 2022;8:499–510.
MLA
Temur Ergan, Basak, et al. “Atık Biyokütlenin Pirolizinden Hazırlanan Termal Modifiye Biyoçar Elektrotlar Ile Elektro-Fenton Sisteminde Astrazon Blue Giderimi”. Gazi Journal of Engineering Sciences, vol. 8, no. 3, Dec. 2022, pp. 499-10, https://izlik.org/JA73MR83GU.
Vancouver
1.Basak Temur Ergan, Ebubekir Sıddık Aydın, Erhan Gengec. Atık Biyokütlenin Pirolizinden Hazırlanan Termal Modifiye Biyoçar Elektrotlar ile Elektro-Fenton Sisteminde Astrazon Blue Giderimi. GJES [Internet]. 2022 Dec. 1;8(3):499-510. Available from: https://izlik.org/JA73MR83GU

GJES is indexed and archived by:

3311333114331153311633117

Gazi Journal of Engineering Sciences (GJES) publishes open access articles under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY) 1366_2000-copia-2.jpg