Metilen mavisinin atık ZnO katalizörü ile fotokatalitik arıtımı

Abstract

Bu çalışmanın amacı, metilen mavisinin fotokatalitik oksidasyon prosesi ile gideriminde, katalizör olarak metal atıkları geri dönüşüm endüstrilerinden oluşan ZnO içerikli atıkların kullanılabilirliğinin araştırılmasıdır. Bu amaç çerçevesinde, bakır ve çinko içeren atıkların geri dönüşümü sırasında, siklonlar ile tutulan çinko içerikli toz katalizör olarak kulanılmıştır. Atık ZnO numunesinin özellikleri SEM-EDX ve FTIR analizleri ile ortaya konulmuştur. Fotokatalitik oksidasyon çalışmalarında ZnO/UV ve ZnO/H2O2/UV prosesleri araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar neticesinde, ZnO (2.5 g/L)/UV ve 10 mg/L başlangıç metilen mavisi konsantrasyonu için %95 metilen mavisi giderimi elde edilmiştir. Yüksek başlangıç metilen mavisi konsantrasyonunda (50 mg/L) ise 7.5 mM H2O2 ilavesi ile yaklaşık %99 metilen mavisi giderimi elde edilebilmektedir. Yapılan toksisite (Daphnia Magna) deneyi sonuçlarına göre, başlangıç metilen mavisinde %100 Daphnia Magna hareketsizliği gözlenirken, arıtılmış numunede %5 değerine düşmüştür. Sonuç olarak, endüstrilerde oluşan çinko içerikli atıkların fotokatalitik oksidasyon prosesi ile renk gideriminde kullanılabileceği görülmüştür. Bu şekilde, fotokatalitik oksidasyon proseslerinde katalizör maliyeti ve buna bağlı olarak işletme maliyeti azaltılabilecek ve metal geri dönüşüm endüstrisleri içinde atık geri kazanımı ve/veya minimizasyonu sağlanabilecektir

The purpose of this study, the usability of the ZnO content of waste which produces from metal waste recycling industries as a catalyst was investigated for the removal of methylene blue by the photocatalytic oxidation process. For this purpose, a zinc content powder which is held with the cyclones during recycling of copper and zinc containing waste is used as a catalyst. Properties of waste ZnO were demonstrated by the SEM-EDX and FTIR analysis. ZnO/UV and ZnO/H2O2/UV processes have been investigated in the photocatalytic oxidation experiments. According to obtained results, 95% of methylene blue removal efficiency was obtained for ZnO (2.5 g/L)/UV and 10 mg/L initial methylene blue. At a high initial methylene blue concentration (50 mg/L), approximately 99% of methylene blue removal can be obtained with the addition of 7.5 mM H2O2. According to toxicity (Daphnia Magna) experiment results, immobilization of Daphnia Magna was observed at 100% at initial methylene blue concentration while it was dropped off 5% at treated samples. As a result, the zinc containing waste generated in the industries can be used for dye removal with photocatalytic oxidation process. In this way, the catalyst cost and, consequently operation cost can be reduced in the photocatalytic oxidation process, and waste recycling and/or minimization in the waste recycling industries will be provided