İNDİRGENMİŞ GRAFEN OKSİT DESTEKLİ Fe-Ce BİMETALİK NANOPARTİKÜL KOMPOZİT MALZEMESİNİN SENTEZİ VE p-NİTROFENOLÜN HETEROJEN FENTON-BENZERİ REAKSİYON İLE DEGRADASYONUNDA KATALİZÖR OLARAK KULLANIMI

Autor: ERGÜT, Memduha, ÖZER, Prof.dr. Ayla
Jazyk: turečtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Volume: 9, Issue: 157-172
Konya Mühendislik Bilimleri Dergisi
ISSN: 2667-8055
Popis: In this study; firstly, graphene oxide (GO) support material was synthesized by the modified Hummers method and then reduced graphene oxide supported iron-cerium bimetallic nanoparticle (r-GO/Fe-CeNPs) composite material was prepared by co-precipitation method. Characterization of synthesized GO and composite material (r-GO/Fe-CeNPs) was performed by FT-IR, XRD, and SEM analyzes. The magnetic behavior of r-GO/Fe-CeNPs was determined by VSM analysis. According to GO’s FT-IR and XRD analysis results, GO-specific functional groups and characteristic peaks were obtained. From the SEM images, it was determined that GO has a layered and homogeneous surface. According to FT-IR spectrum of r-GO/Fe-CeNPs; characteristic bands of r-GO; CeO, and Fe nanoparticles were obtained; it was determined from the XRD spectrum that the structure showed amorphous properties. In the SEM images of r-GO/Fe-CeNPs obtained at different magnifications, it was observed that flower-like and agglomerated spherical nanoparticles dispersed on the reduced graphene oxide were formed. The average particle size of Fe-CeNPs was determined as 70.25 nm from the SEM images with the Image J program. According to the VSM analysis result of r-GO/Fe-CeNPs; the saturation magnetization (Ms) of the catalyst was determined as 40.13 A m2/kg. In the second part of the study, the usability of the synthesized composite material as a catalyst in the degradation of p-nitrophenol (p-NP) by heterogeneous Fenton-like reaction and the parameters affecting the Fenton-like reaction process, such as initial pH, initial p-NP concentration, catalyst concentration, H2O2 concentration, and the effect of temperature were investigated. Optimum environmental conditions were determined as the initial pH 3.0, the initial p-NP concentration 50 mg/L, the catalyst concentration 0.5 g/L, the H2O2 concentration 100 mM, and the temperature 65°C.
Bu çalışmada, öncelikle modifiye Hummers yöntemi ile grafen oksit (GO) destek malzemesi sentezlenmiş daha sonra birlikte çöktürme yöntemi ile indirgenmiş grafen oksit destekli demir-seryum bimetalik nanopartikül (r-GO/Fe-CeNPs) kompozit malzemesi hazırlanmıştır. Sentezlenen GO’nun ve kompozit malzemenin (r-GO/Fe-CeNPs); FT-IR, XRD, ve SEM analizleri ile karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. r-GO/Fe-CeNPs’nin manyetik davranışı ise VSM analizi ile belirlenmiştir. GO’nun FT-IR ve XRD analiz sonuçlarına göre, GO’ya özgü fonksiyonel gruplar ve karakteristik pikler elde edilmiştir. SEM görüntülerinden ise, GO’nin katmanlı ve homojen bir yüzeye sahip olduğu görülmüştür. r-GO/Fe-CeNPs’nin FT-IR spektrumunda r-GO’ya; CeO ve Fe nanopartiküllerine ait karakteristik bantlar elde edilmiş; XRD spektrumundan yapının amorf özellik gösterdiği belirlenmiştir. Farklı büyütme oranlarında elde edilen r-GO/Fe-CeNPs’lere ait SEM görüntülerinde ise indirgenmiş grafen oksit üzerine dağılmış çiçek benzeri ve aglomere olmuş küresel nanopartiküllerin oluştuğu görülmüştür. Fe-CeNPs’nin ortalama tanecik boyutu SEM görüntülerinden Image J programı ile 70.25 nm olarak belirlenmiştir. r-GO/Fe-CeNPs’nin VSM analiz sonuçlarına göre; katalizörün doygunluk manyetizasyonu (Ms) 40.13 A m2/kg olarak belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde ise sentezlenen kompozit malzemenin p-nitrofenolün (p-NP) heterojen Fenton-benzeri reaksiyon ile degradasyonunda katalizör olarak kullanılabilirliği ve Fenton-benzeri reaksiyon sürecini etkileyen parametreler olan başlangıç pH’sı, başlangıç p-NP derişimi, katalizör derişimi, H2O2 derişimi, ve sıcaklığın etkisi araştırılmıştır. Optimum ortam koşulları; başlangıç pH’sı 3.0, başlangıç p-NP derişimi 50 mg/L, katalizör derişimi 0.5 g/L, H2O2 derişimi 100 mM ve sıcaklık 65°C olarak belirlenmiştir.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: