Search

Oksijen geçirilen asidik sulu ortamda grafit keçeye -0,55 V/DKE katodik potansiyel uygulanarak üretilen hidrojen peroksitin ortamdaki Fe²⁺ katyonları ile tepkimesi sonucu oluşan hidroksil radikalleri (elektro-Fenton), aynı ortamdaki klofibrik asidin (CPMP) ardışık tepkimeler sonucu bozunmasına yol açmıştır. Çıplak grafit elektrod ile Fe²⁺ yerine TiO₂ veya Cu²⁺ kullanıldığında, TiO₂’in etkin olmadığı, Cu²⁺’nin ise Fe²⁺’li duruma kıyasla klofibrik asidin daha fazla bozunmasmı gerçekleştirdiği saptanmıştır. [Cu²⁺]/[CPMP] oranı dört iken bir saatlik elektrokim-yasal işlem sonucu CPMP tamamen bozunurken, % 60’lık mineralizasyon gerçekleşmiştir. Grafit keçe üzerine % 2 ve % 5 oranlarında palladyum yüklendiğinde aynı [Cu²⁺]/[CPMP] oranında hidrojen peroksit ve dolaysıyla hidroksil radikallerinin üretiminin arttığı ve % 5’lik durumda, ilk 30 dakikalık elektrokimyasal işlem sonucunda CPMP’nin ve HPLC/UV ile saptanabilen tüm bozunma ürünlerinin ortadan kalktığı, mineralizasyonun da % 65 düzeylerinde gerçekleştiği saptanmıştır. Ancak elektrokimyasal işlem sürecinde çözeltideki Cu²⁺’nin palladyumun üzerini indirgenerek kapladığı ve grafit elektrodun etkinliğinin giderek azaldığı saptanmıştır. Buna karşılık palladyum yüklü grafit keçe elektrod kullanarak Fe2+ varlığında gerçekleştirilen deneylerde ise ilk otuz dakika içinde CPMP ve UV absorpsiyonu yapan tüm ürünler, aynı Cu²⁺ kullanıldığı durumdaki gibi ortadan kalkarken, çok daha etkin (Cu²⁺’li durumun iki katı) mineralizasyon gerçekleşmiştir. Elektro-Fenton uygulamasının ilk otuz dakikalık sürecinde ortamdaki CPMP derişiminin azalma hızı ile klorür iyonu oluşma hızı yaklaşık aynı gerçekleşmiştir. Bu gözlem CPMP’nin hidroksil radikalleri ile ardışık tepkimelerinde, moleküler yapıdaki klorun hidroksil tarafından uzaklaştırılma tepkimesinin hızının, diğer yarışan tepkimelere kıyasla oldukça hızlı olduğunu vurgulamaktadır., Clofibric acid (CPMP) was decomposed via hydroxyl radicals formed by the reaction of Fe²⁺ with hydrogen peroxide (electro-Fenton) which was produced electrochemically by applying a potential of -0.55 V/SCE to the graphite felt electrode in oxygen blown aqueous medium. When Cu²⁺ or TiO₂ were used instead of graphite felt electrode with Fe²⁺ it was observed that while TiO₂ was not effective, higher conversion was obtained with Cu²⁺ compared to the case with Fe²⁺. CPMP has been completely decomposed and a mineralization of 60% were achieved in one hour when [Cu²⁺]/[CPMP] ratio was four. When palladium was deposited on the graphite electrode (2 % and 5 %) by using the same ratio of [Cu²⁺]/[CPMP], 65 % mineralization and complete conversion of CPMP and its UV absorbing products were achieved with in the first thirty minutes in the case of 5 % palladium but copper deposition on palladium has been observed throughout electrochemical application and this gradually decreased the efficiency of palladium deposited graphite felt electrode. On the other hand, when Fe²⁺ was used with palladium deposited graphite felt electrode, similar conversion of CPMP and its UV absorbing products were observed but the efficiency of mineralization in the first thirty minutes was almost double of the case with Cu²⁺ In the first thirty minutes of electro-fenton the rate of the disappearance of CPMP and the rate of formation of chloride ions were almost equal. This suggests that the rate of chloride dismissal from CPMP molecular structure via reaction with hydroxyl radicals should be much faster than the other competing reactions.

Öz DOKTORA TEZİ SULU ORTAMDA REFRAKTER TOKSIK ORGANİK BİLEŞİKLERİN ELEKTROKIMYASAL FENTON TEPKİMESİ ARACILIĞI İLE PARÇALANMALARININ İNCELENMESİ VE DEĞİŞİK ÇALIŞMA ELEKTROTLARININ ETKİNLİKLERİNİN KIYASLANMASI Belgin GOZMEN ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KİMYA ANABİLİM DALI Danışman :Prof. Dr. Oktay Erbatur Yıl : 2002, Sayfa: 125 Jüri Prof Dr. Oktay Erbatur Prof Dr. Birgül Yazıcı Prof Dr Fatih Köleli Doç Dr Şermin Gül Yrd. Doç. Dr A. Murat Gizir Bu çalışmada, Bisfenol-A, klofibrik asit ve fenol'ün elektrolitik olarak üretilen Fenton reaktifleri (H2O2+M1,,) ile bozunması gerçekleştirildi. Fenton tepkimesi ile oluşan hidroksil radikalleri organik substratla ardışık tepkimelere girerek polihidroksillenmiş ürünler oluşturmuştur. Hidroksillenmenin devamında aromatik halka parçalanmıştır Küçük doymuş ve doymamış alifatik asitler mineralizasyon öncesi son ürünlerdir Fenton tepkimesinde Fe +/Fe3+ iyon çifti yerine Cu+/Cu2+ iyon çiftinin kullanılması BPA dönüşümünün daha hızlı gerçekleşmesine yol açmış, ancak bu durum eşdeğer dönüşüm için daha fazla elektrik yükünün uygulanması sonucu meydana gelmiştir Harcanan toplam yüke karşılık ulaşılan mineralizasyon düzeyi açısından Fe2'/Fe ' iyon çiftinin kullanımı, Cu /Cu iyon çiftinin kullanımına kıyasla daha yüksek verimle sonuçlanmış. Palladyum yüklü grafit keçe elektrod kullanarak Fe2 varlığında gerçekleştirilen deneylerde ilk otuz dakika içinde CPMP ve UV absorpsiyonu yapan tüm ürünler, aynı Cu + kullanıldığı durumdaki gibi ortadan kalkarken, çok daha etkin mineralizasyon gerçekleşmiştir. Elektro-Fenton uygulamasının ilk otuz dakikalık sürecinde ortamdaki CPMP derişiminin azalma hızı ile klorür iyonu oluşma hızı yaklaşık aynı gerçekleşmiştir. Anahtar Kelimeler: Bisfenol-A, Klofibrik asit, Elektro-Fenton Karbon Keçe, Palladyum. ABSTRACT PhD THESIS INVASTIGATION OF IN AQUALITIC SYSTEM DECOMPOSITION OF REFRACTER TOXIC ORGAN1CS VIA ELECTROCHEMICAL FENTON REACTION AND COMPARING OF ACTIVITIY ALTERNATIVE WORKING ELECTRODE Belgin GÖZMEN DEPARTMENT OF CHEMISTRY INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF ÇUKUROVA Supervisor : Prof Dr. Oktay ERBATUR Year: 2002, Pages: 125 Jury : Prof Dr. Oktay ERBATUR Prof. Dr. Birgül YAZICI Prof Dr. Fatih KÖLELİ Assoc Prof. Şermin GÜL Ass Prof Dr.A. Murat GİZİR In this study, Bisphenol-A, clofibric acid and phenol were decomposed by electrogenerated Fenton's Reagents (H202+M,n). Hydroxyl radicals which were formed in Fenton's reagent reacted successively with the organic substrate producing different isomers of polyhydroxylated product. Further hydroxylation degraded the aromatic rings. Small saturated and unsaturated aliphatic acids were the last products prior to mineralization. It was found that use of Cu'/Cu + ion pair resulted a faster conversion of BPA when compared with using Fe27Fe3+ ion pair but this occurred at the expence of excess electrical charge applied to the system for an equivalent conversion. Conversion by using Fe2'7Fev ion pair was more efficient than using Cu+/Cu + in terms of total mineralization versus charge applied. When Fe2+ was used with palladium deposited graphite felt electrode, similar conversion of CPMP and its UV absorbing products were observed but the efficiency of mineralization in the first thirty minutes was almost double of the case with Cu2+ In the first thirty minutes of electrochemical application, the rate of the disappearance of CPMP and the rate of formation of chloride ions were almost equal Key Words: Bisphenol-A, Clofibric acid, Electro-Fenton, Graphite felt, Palladium 125