Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorŞengül, Hatice
dc.contributor.authorKhurami, Ahmad Morid
dc.date.accessioned2022-04-01T08:02:16Z
dc.date.issued2021
dc.date.submitted2021-12-24
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11655/26051
dc.description.abstractNatural and engineered nanoplastics are persistent organic pollutants that form a risk to human health and the ecosystem due to their bioaccumulation and recalcitrant nature. Although conventional water and wastewater treatment methods remove nanoplastics from water, these methods cause secondary pollution by transferring the pollutants in concentrated form to other environments. Advanced oxidation processes, on the other hand, are methods that result in high treatment efficiencies for the degradation and mineralization of organic pollutants in an aqueous medium by the formation of free radicals in the presence of a photocatalyst. However, in the literature, it has been observed that only up to 50% mineralization is achieved when this method is used to degrade microplastics in water. Therefore, in this thesis, instead of assessing the treatment efficiency of the better-known microplastics, it is aimed to investigate the treatment of not well-known nanoplastics in water using multiple characterization techniques, especially HRTEM, GC-MS, Zetasizer, and FTIR. In the study, the effects of operating parameters on the mineralization were examined. For the sustainability of the process, the reusability of the photocatalyst with and without recovery was investigated. In this context, a comparison was made between the nanoparticle (anatase and a mixture of anatase/rutile) that stands out as the best photocatalyst and nanotube form of TiO2. The anatase (10-20 nm, 80 m2/g) and the mixture of 80/20% anatase/rutile (18 nm, 60-90%) form of TiO2 nanoparticles, and TiO2 nanotubes (15-20 µm length, 50-100 nm diameter, and 15 nm wall thickness) were used for degradation of 22 nm engineered polystyrene nanoplastics as a model for treating nanoplastic pollution in the aqueous environment. Langmuir-Hinshelwood kinetic model was found suitable for photocatalytic degradation, and reaction rate constants were calculated. The results showed that the mixture of anatase/rutile form of TiO2 had a mineralization efficiency of 90% for polystyrene nanoplastics under optimum operating parameters (96 mg/L TiO2 dose, pH 6.35, 6 hours irradiation) under UV irradiation from 4.5 cm distance and 300 rpm magnetic stirring. Reusability tests showed the potential of TiO2 nanoparticles with high treatment efficiency after 5 reuse cycles. Under optimum operating parameters, it was determined that the method without recovery performed better than the method with recovery.tr_TR
dc.language.isoentr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectWater Treatmenttr_TR
dc.subjectNanoplastic pollutiontr_TR
dc.subjectAdvanced oxidation processtr_TR
dc.subjectTitanium dioxide nanoparticlestr_TR
dc.subjectPhotocatalytic degradationtr_TR
dc.subjectPhotocatalyst recoverytr_TR
dc.subjectReusabilitytr_TR
dc.titleAssessing the efficiency of photocatalytic degradation via TiO2 nanoparticles and nanotubes for complete mineralization of nanoplastics in drinking watertr_TR
dc.title.alternativeAssessıng The Effıcıency Of Photocatalytıc Degradatıon Vıa Tıo2 Nanopartıcles And Nanotubes For Complete Mıneralızatıon Of Nanoplastıcs In Drınkıng Watertr_en
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetDoğal ve tasarlanmış nanoplastikler, kalıcı yapıları ve biyobirikim potansiyelleri nedeniyle insan sağlığı ve ekosistem için risk oluşturan inatçı kirleticilerdir. Geleneksel su ve atık su arıtma yöntemleri nanoplastikleri sudan uzaklaştırsa da bu yöntemler kirleticileri konsantre halde diğer ortamlara aktararak ikincil kirliliğe neden olur. İleri oksidasyon prosesleri ise organik kirleticilerin sulu ortamda fotokatalizör varlığında serbest radikal oluşumu ile oksidasyon sonucu bozunması ve mineralizasyonu için yüksek arıtma verimleri ile sonuçlanan yöntemlerdir. Bununla birlikte literatürde bu yöntemin sudaki mikroplastiklerin bozunması için kullanıldığı durumlarda yalnızca %50'ye varan mineralizasyonun sağlandığı görülmüştür. Bu tez çalışmasında, hakkında literatürde daha fazla bilgi bulunan mikroplastiklerin arıtılması yerine daha az bilginin yer aldığı nanoplastiklerin sudan arıtılmasının HRTEM, GC-MS, Zetasizer, FTIR başta olmak üzere çoklu karakterizasyon yöntemleri ile araştırılması hedeflenmiştir. Tez çalışması kapsamında arıtma parametrelerinin mineralizasyon üzerindeki etkileri incelenmiştir. Sürecin sürdürülebilirliği için fotokatalizörün gerikazanımlı ve gerikazanımsız tekrar kullanılabilirliği incelenmiştir. Bu bağlamda, en iyi fotokatalizör olarak öne çıkan TiO2'nin nanopartikülü (anataz ve anataz/rutil karışımı) ve nanotüp formu arasında karşılaştırma yapılmıştır. Sulu ortamda nanoplastik kirliliğini gidermek için model olarak seçilen 22 nm büyüklüğündeki tasarlanmış polistiren nanoplastiklerin bozunması için TiO2 nanopartiküllerinin anataz (10-20 nm, 80 m2/g) ve anataz/rutil formunun %80/20'sinin (18 nm, 60-90 m2/g) karışımı ve TiO2 nanotüpler (15-20 µm uzunluk, 50-100 nm çap ve 15 nm et kalınlığı) kullanılmıştır. Fotokatalitik bozunma için Langmuir-Hinshelwood kinetik modeli uygun bulunmuş ve reaksiyon hız sabitleri hesaplanmıştır. Sonuçlar, TiO2'nin anataz/rutil karışımının, 4,5 cm mesafeden UV ışınlaması ve 300 rpm manyetik karıştırmada optimum çalışma parametreleri altında (96 mg/L TiO2 dozu, pH 6,35, 6 saat ışınlama ile) polistiren nanoplastiklerin %90'a kadar mineralizasyonuyla sonuçlanan yüksek arıtma verimine sahip olduğunu göstermiştir. Tekrar kullanılabilirlik testleri 5 tekrar kullanım döngüsü ile TiO2 nanopartiküllerinin yüksek arıtma verimliliği ile yeniden kullanılabilirlik potansiyelini göstermiş, optimum arıtma parametrelerinde arıtmada gerikazanımsız yöntemin geri kazanımlı yöntemden daha iyi performans sergilediği bulunmuştur.tr_TR
dc.contributor.departmentÇevre Mühendisliğitr_TR
dc.embargo.termsAcik erisimtr_TR
dc.embargo.lift2022-04-01T08:02:16Z
dc.fundingTÜBİTAKtr_TR


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster