| Proje Ekibi |
Doç. Dr. Hafize Nagehan KÖYSÜREN
Kırşehir Ahi Evran Üniversitesi, Türkiye Projedeki Rolü: Yürütücü |
Özcan KÖYSÜREN
Ankara Üniversitesi, Türkiye Projedeki Rolü: Araştırmacı |
| Proje Türü | (Ulusal) Yükseköğretim Kurumları Tarafından Destekli Bilimsel Araştırma Projesi |
| Proje No | MMF.A4.23.002 |
| Proje Konusu | Krom (VI) (Cr(VI)), kanserojen özellikleri nedeniyle tehlikeli bir ağır metal olarak kabul edilmektedir. Cr(VI), kromat imalatı başta olmak üzere metalurji endüstrilerinin atıksularında yaygın bir şekilde görülmekte ve ciddi atıksu problemlerine sebep olmaktadır. Atıksu ortamından Cr(VI) ağır metal iyonlarını uzaklaştırmak için kimyasal çökeltme, flotasyon, iyon değişimi ve adsorpsiyon gibi çeşitli geleneksel yöntemler kullanılmaktadır. Bahsedilen geleneksel yöntemlere alternatif olarak fotokataliz prosesi çevre dostu, düşük enerji tüketimine sahip, basit ve ikincil kirlilik oluşturmayan bir yöntemdir. Fotokataliz prosesi, UV ışığı ya da güneş ışığı enerjisini kullanarak sulu çözeltilerdeki yüksek toksisiteye sahip Cr(VI) iyonlarının yarıiletken fotokatalizör yardımıyla daha az toksik Cr(III) iyonlarına indirgenmesini kapsamaktadır. Bu proje kapsamında tungsten oksit (WO3), yarıiletken fotokatalizör olarak hidrotermal yöntem ile sentezlenmiştir. Fotokataliz yönteminin en önemli dezavantajı kullanılan fotokatalizörlerin UV ışığı ya da güneş ışığı kullanım verimliliklerinin düşük olmasıdır. Fotokatalizör üzerinde ışık altında oluşan elektron-boşluk çiftlerinin tekrar birleşme hızları çok yüksektir. Bahsedilen olumsuz özelliğinin iyileştirilmesi için WO3’e sentez esnasında bakır ferrit (CuFe2O4) yarıiletkeni eklenerek kompozit oluşturması sağlanmıştır. WO3/CuFe2O4 kompoziti farklı WO3/CuFe2O4 oranlarında (WO3/CuFe2O4: ağ. 4/0, 4/1, 4/2, 4/3, 4/4) hazırlanmıştır. WO3’in, CuFe2O4 ile heteroyapı oluşturması ile heriki yarıiletken üzerinde ışık altında oluşan serbest yük taşıyıcılarının ters yönde aktarımının teşvik edilmesi ve tekrar birleşme ihtimalinin azaltılması planlanmıştır. Özellikle CuFe2O4 içeren fotokatalizör sisteminin çözelti ortamından ayrılması ve geri kazanımı için CuFe2O4’in manyetik özelliğinden de faydalanılmıştır. Literatürde WO3/CuFe2O4 kompozitleri ile Cr(VI)’nın fotoindirgenmesi üzerine herhangi bir çalışma yapılmamıştır. Bu proje kapsamında sentezlenen fotokatalizör sistemleri ile sudan Cr(VI) iyonlarının fotoindirgenme işlemi ile giderimi projenin özgün tarafını oluşturmaktadır. WO3, CuFe2O4 ile kompozit yapı içerisinde birleştiğinde, Cr(VI) fotoindirgeme verimliliği, 120 dakika görünür ışık radyasyonu altında %23,9'dan %60,0'a yükseltilmiştir. Ortam koşulları ve deney şartlarının fotoindirgenme verimliliği üzerindeki etkilerinin incelenmesi kapsamında simule atıksu ortamının Cr(VI) iyon derişimi (10 mg/l - 30 mg/l) değiştirilmiş; çözelti başlangış fotokatalizör derişimi (0.1 - 1.0 g/l) değiştirilmiş; çözeltinin başlangıç pH’ı (2 - 10) değiştirilmiş, çözelti ortamına elektron tutucusu olarak potasyum persülfat ve elektron boşluğu tutucusu olarak amonyum oksalat eklenmiştir. Her iki yarıiletken üzerinde ışık altında oluşan elektronların Cr(VI) fotoindirgenme reakisyonunda aktif olarak görev aldığı tespit edilmiştir. Ek olarak, fotokatalizör sistemlerinin kararlılığını ve de tekrarlı kullanılabilirliğini değerlendirmek için 4 ardışık fotokatalitik indirgenme testi gerçekleştirilmiştir. Tekrarlı fotoindirgenme testleri kapsamında, kompozit numunenin Cr(VI) fotoindirgenme verimliliği, dört ardışık foto indirgeme döngüsünden sonra %60,0'dan %47,2'ye düşmüştür. |
| Proje Durumu | Tamamlandı |
| Başlangıç Tarihi | 19-01-2023 |
| Bitiş Tarihi | 16-10-2023 |
| Anahtar Kelimeler | Cr(VI) giderimi, fotokatalitik etkinlik, atıksu, kompozit fotokatalizör |
