Oxidative destruction of natural organic matter in aqueous media

Abstract

Bu tezin amacı, CIO3`, CIO4` ve OC1` gibi klorlu anyonların ve demirin, hümik asidin fotokatalitik degredasyonu üzerindeki olası hızlandırıcı veya yavaşlatıcı etkilerinin incelenmesidir. Klorlu anyonlar oluşan elektron-boşluk çiftinin tekrar birleşimini önlemek amacıyla iletken-bantı elektron yakalayıcısı olarak kullanılmıştır. Beklenen etki fotoreaktivitenin artmasıdır. Bu nedenle hümik asit ve klorlu anyonlarla fotokatalizör içeren ve içermeyen ortamlarda bir seri deney düzenlenmiştir. Deneysel sonuçlar, fotokatalitik degredasyon mekanizmasının bu anyonların varlığından etkilendiğini göstermiş fakat degredasyon hızında önemli derecede bir değişme gözlenmemiştir. Hümik asidin degredasyon hızı birinci dereceden reaksiyon kinetiği ile incelenmiştir. OC1' ve humik asit arasındaki reaksiyonlar da karanlık ve ışıklı ortamlarda incelenmiştir. Doğal sularda demir bulunduğu bilinmektedir. Bu nedenle, demirli ortamda hümik asidin fotokatalitik degredasyonu incelenmiştir. Demir, literatürde TİO2/UV sistemlerinde fotokatalizörün absorpsiyon spektrumunu daha uzun dalga boylarına çekerek fotoaktiviteyi arttırmak amacıyla da kullamlmıştır. Bu çalışmada görülmüştür ki hümik asit ortamda bulunan demir ile çözünmez bir kompleks oluşturana kadar birleşmektedir. Hümik asidin fotodegredasyonu bu kompleksin çökmesi ile maskelenmektedir.

The aim of this work was to assess the effect of chlorinated oxyanions, CIO3`, CIO4`, OC1` and Fe on the photocatalytic degradation of humic acids and the enhancement or the inhibition of the overall efficiency. Chlorinated anions were used as conduction-band electron scavengers to reduce the electron-hole recombination. The expected result was an increased photoreactivity. For this reason, series of experiments were carried out, with humic acid and these anions, with and without photocatalyst addition. Experimental results showed that the mechanism of the photocatalytic degradation was affected in presence of these oxyanions but the overall rate of reaction was not influenced markedly. The reaction rates of humic acid degradation were determined by first order kinetics. The reaction between OC1` and humic acid was also investigated both in dark and light conditions. Presence of iron in natural waters is unavoidable. For this reason effect of iron on photocatalytic degradation of humic acid was also investigated. Iron was also used in the literature to increase the photoreactivity in TİO2/UV systems by shifting the absorption spectrum of the photocatalyst to longer wavelengths. In this work, it is seen that humic acid forms strong complexes with the iron present in the medium until an insoluble complex precipitate. The photocatalytic degradation of humic acid was significantly masked by this precipitation.