Heterogeneous photocatalytic oxidation of organic compounds by TiO2

Abstract

VI ÖZET Bu çalışmada yakın UV-ışınları ve TiOe. kullanılarak suda bulunan onyedi toksik organik maddenin oksidasyon ile toksik olmayan ürünlere dönüştürülmesi deneysel olarak incelenmiştir. Çalışmalarda ışık kaynağı olarak laboratuvar ortamında black light floresan lambalardan ve dışarıda yapılan deneylerde ise güneş ışınlarından yararlanılmıştır. Deneyler sonucunda organik maddelerin bozunma reaksiyonlarının birinci mertebeden ve mineralizasyon reaksiyonlarının sıfır mertebeden olduğu saptanmış, bozunma ve mineralizasyon reaksiyonları için görünür reaksiyon sabitleri bulunmuştur. Ayrıca model bileşik olarak seçilen 4-klorofenol ile yapılan çalışmalarda, kullanılan TiOa miktarının, pH'nm, sıcaklığın, likit akış hızının, organik madde konsantrasyonunun ve HsOs eklenmesinin reaksiyona etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak yakın UV-ışınları ve TiOa kullanılarak organik maddelerin birbirine yakın hızlarda tamamiyle COs'e oksitlendikleri bulunmuştur.

ABSTRACT In this dissertation the photocatalytic oxidation of seventeen organic compounds in the presence of TiOg» has been investigated experimentally with the intent to remove trace organics from water. While the degradation of organics followed apparent first order reaction kinetics, mineralization of compounds obeyed apparent zero order kinetics. It was found that the degradation of organic compounds was faster than the mineralization of these compounds. In general, little variation was observed between the degradation and mineralization rate constants of organic chemicals. In the studies with 4-chlorophenol, the effect of catalyst loading, pH, flow rate, temperature, concentration of organic substance and addition of hydrogen peroxide to the solution was investigated. In addition to the laboratory experiments, solar experiments were also carried out using six of the seventeen organic compounds. As a result organic chemicals that were used in this study were successfully converted to a safe form by exposing them to near ultraviolet light and using TiOs as the catalyst.