Novel catalytic material for the ozonation of bisphenola Michael Emmanuel Mutseyakwa; Supervisor:Şifa Doğan
Dil: İngilizce Yayın ayrıntıları:Nicosia Cyprus International University 2016Tanım: II, 104 p. table, figure, picture 30.5 cmİçerik türü:- text
- unmediated
- volume
Materyal türü | Geçerli Kütüphane | Koleksiyon | Yer Numarası | Durum | Notlar | İade tarihi | Barkod | Materyal Ayırtmaları | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Thesis | CIU LIBRARY Tez Koleksiyonu | Tez Koleksiyonu | YL 738 M98 2016 (Rafa gözat(Aşağıda açılır)) | Kullanılabilir | Environmental Science Department | T813 |
'ABSTRACT The main aim of the study was to observe the catalytic effect of a novel catalytic material, on the mineralization and the degradation rate in the ozonation of Bisphenol A in aqueous solution. Bisphenol A was selected as the target pollutant to study its removal, due to its abundance in the environment and its classification as an Endocrine Disrupting chemical (EDC). The catalyst used in this study was developed by Assoc. Prof. Dr. Mustafa GAZİ and Asst. Prof. Dr. Akeem OLADIPO. It was composed of Ferula Communis biomass with iron and copper atoms imbedded in its matrix. The presence of two transition metals made it a good candidate for investigation as a catalyst for ozonation. In this study, ozonation was performed on 100mg.L-1 Bisphenol A aqueous solution at pH 3, pH 7 and pH 10 in a semi batch reactor. Ozonation alone led to complete degradation of Bisphenol A at pH 7 and pH10 after 45 minutes and 30 minutes respectively. However, 60 % Bisphenol A was removed after 90 minutes at pH 3. Mineralization of Bisphenol A was 10%, 10% and 40% were achieved at pH 3, pH 7 and pH 10 respectively. After addition of 37.5 mg of catalyst complete degradation was achieved in 20 minutes at pH 10 and 45 min at pH 7. There was more degradation at pH 3 in the presence of catalyst, as compared to non-catalytic run, 80% removal achieved after 90 minutes of ozonation. The addition of catalyst also increased mineralization rates to 14 %, 14 % and 46 % for pH 3, pH 7 and pH 10 respectively. Both the catalytic and non-catalytic ozonation of Bisphenol A was found to follow a pseudo-first order reaction rate model.. Twenty by-products were observed using GC-MS analysis for the solutions after ozonation. Keywords: Bisphenol A, Endocrine Disrupting Chemicals, Ozonation, Mineralization, Degradation, byproduct formation, Ferula Communis, Catalytic ozonation 2 ÖZ Bu çalışmanın amacı literatürde yeni sentezlenmiş olan katalizörün Bispheol A'nın giderim hızına ve mineralizasyonuna etkisini incelemektir. Ayrıca oluşan yan ürünlerin tanımlanması ve giderim mekanizmasının önerilmesi de bu çalışmanın hedeflerindendir. Bu çalışmada sulu çözeltilerden arıtılmak üzere çevreye ve sağlıya olan olumsuz etkilerden ötürü endokrin bozucu kireticiler sınıfında bulunan Bisphenol A seçilmiştir. Bu çalışmada Doç. Dr. Mustafa GAZİ ve Yrd. Doç. Dr. Akeem OLADIPO'nun hazırlamış oldukları katalizör kullanılmıştır. Katalizör Ferula Communis isimli biyokütlenin üzerinde demir ve bakır eklenmesi sonucunda oluşmuştur. Bu iki geçiş metalinin biyokütle üzerine eklenmesi katalizörün ozon verimini artırması planlanmıştır. Bu çalışmada ozonlama prosesleri 100 mg.L-1 Bisphenol A içeren sulu çözeltilerde pH 3, 7 ve 10 olduğu koşullarda yarı kesikli reaktör içerisinde gerçekleşmiştir. Çözeltiye 25.83 mg.L-1 ozon gazı ve 0.26 mg.L-1 çözünmüş ozon sağlanmıştır. Proses süresince önceden belirlenen reaksiyon zamanlarında numuneler alınarak Bisphenol A'nın mineralizasyonu ve konsantrasyonu ölçülmüştür. Ozonlama proseslerinin içerisine katalizör eklenmesiyle katalitik ozon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Yüksek Basınçlı Sıvı Kromatografisi Bisphenol A konsantrasyonu, Toplam Karbon Cihazı mineralizasyonu ve Gaz Kromatografi-Kütle Spektroskopisi yan ürünlerin tanımlanması için kullanılmıştır. Ozonlama prosesi pH 7 olduğu koşullarda 45 ve pH 10'da 30 dakika sonunda Bisphenol A'nın tamamını gidermiştir. Ancak pH 3'te Bisphenol A 90 dakika sonunda sadece % 60 oranında giderim gerçekleşmiştir. Mineralizasyon ise pH 3'te %10, pH 7'de %10 ve pH 10'da %40 olarak gerçekleşmiştir. Giderim hızı 37.5 mg katalizörün eklenmesiyle tüm pH koşullarında artış göstermiştir. Bisphenol A pH 10'da 20 dakikada giderilmiştir. pH 7'de ise bu değer 45 dakika olarak ölçülmüştür. pH 3'te ise 90 dakika sonnda %80 giderim gerçekleşmiştir. Katalitik ozonlama sonucunda ölçülen mineralizasyon pH 3 için %14, pH 7 için % 14 ve pH 10 için 3 % 46 olmuştur. Ozonlama ve katalitik ozonlama reaksiyon kinetikleri birinci dereceden reaksiyon modeline uyum göstermiştir. Katalizör üzerinden demir ve bakır metalleri sulu çözeltilere çok az bir konsantrasyonda karışmıştır. Demir metali için bu konsantrasyonlar pH 3, 7 ve 10 olduğu koşullarda 0.29 mg.L-1, 0.00 mg.L-1 ve 0.12 mg.L-1 olarak ölçülmüştür. Bakır minerali içinse pH 3, 7 ve 10 koşullarında 0 mg.L-1, 0mg.L-1 ve 0.13mg.L-1 konsantrasyonları belirlenmiştir. Bisphenol A'nın katalizör üzerinde tutunması ise yok edinelecek kadar az olarak ölçülmüştür. GCMS kullanılarak yapılan yan ürün analizlerinde yirmi tane yan ürüne rastlanmıştır. Anahtar kelimeler: Bisphenol A, Endokrin bozucu kimyasal, Ozonlama, Katalitik Ozonlama, Mineralizasyon, Giderim, Yan ürün oluşumu, Ferula Communis.'