C.I. Reactive Red 120 Boyarmaddesinin Foto-Fenton Oksidasyon Prosesi ile

Gideriminin İncelenmesi

Aslı Berktaş*, Feyza Omaç, Özlem Esen Kartal

İnönü Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Malatya, 44280 *

asli.berktas@gmail.com

ÖZET— Bu çalışmada C.I. Reactive Red 120 azo boyarmaddesinin Foto-Fenton (Fe2+/H2O2/UV) Oksidasyon Prosesi ile renk

giderimi incelenmiştir. Renk giderimini artırmak amacıyla; Fe2+ ve H2O2 derişim parametrelerinin optimum değerleri

belirlenmiştir. Buna göre; 50 µM Fe2+ ve 0.8375 mM H2O2 derişimleri için pH=3 değerinde 120 dakikalık bir reaksiyon süresi

sonucu en yüksek renk giderimi sağladığı bulunmuştur. Elde edilen optimum değerler için aynı koşullar kullanılarak H2O2/UV ve

TiO2/UV prosesleriyle deneyler yapılmıştır.

Anahtar Kelimeler: foto-fenton, ileri oksidasyon prosesleri, reactive red 120

1. GİRİŞ

Su kirliliğinin temel kaynaklarından birisi olan endüstriyel atıksular, suda yaşayan canlılar ve

insan sağlığı için tehlike oluşturmaktadır. Son yıllarda atık su arıtımına yönelik, hidroksil

radikallerinin (OH.) oluşumuna dayanan İleri Oksidasyon Prosesleri (İOP) geliştirilmiştir.

İOP’leri, OH.

‘lerin yüksek oksidasyon özelliğinden dolayı organik kirleticilerin gideriminde

yaygın olarak kullanılmaktadır. İOP’leri Fe2+

/H2O2/UV (Foto-Fenton), Fe2+

/H2O2 (Fenton),

H2O2/UV, TiO2/UV ve O3/UV prosesleri şeklinde sınıflandırılabilir. UV-C ışığının varlığında

gerçekleşen Fenton prosesi, Foto-Fenton prosesi olarak adlandırılmaktadır [1-2]. Bu çalışmada

C.I. Reactive Red 120 azo boyarmaddesinin Foto-Fenton prosesi ile giderimi incelenmiştir.

2. DENEYSEL ÇALIŞMALAR

Deneysel çalışmalarda 50 ppm derişimindeki C.I. Reactive Red 120 (RR120; DyStar) azo

boyarmaddesi Foto-Fenton oksidasyonla gideriminde kullanılmıştır. Deneyler Şekil 1’de görülen

1 L hacimdeki camdan yapılmış ceketli bir fotoreaktörde, 120 dakika boyunca manyetik

karıştırıcıda karıştırılarak gerçekleştirilmiştir. 8 W gücünde 3 adet UV-C lamba fotoreaktörün üst

kısmına yerleştirilmiştir. 0.8375 mM sabit derişimdeki H2O2 (% 35; Merck) için; 0, 25, 50, 150

ve 350 µM derişimlerinde Fe2+

(FeSO4.7H2O; Surechem Products) eklenerek deneyler

yapılmıştır. Daha sonra ise Fe2+

derişimi 50 µM ’da sabit tutularak 0.4187 mM ve 1.67 mM

derişimlerinde H2O2 ile renk giderimi incelenmiştir. Elde edilen optimum değerlerde aynı

koşullar kullanılarak H2O2/UV ve TiO2/UV prosesleriyle deneyler yapılmıştır. Reaksiyon

süresince belirli zaman aralıklarında sistemden örnekler alınmıştır. Deneyler boyunca sıcaklık

± 21oC ‘de sabit tutulmuştur.

Alınan RR120 boyarmadde derişimi UV-1800 Shimadzu UV-VIS Spektrofotometresi ile

belirlenmiş ve % RR120 renk giderimi hesaplanmıştır.

3. SONUÇLAR VE TARTIŞMA

Foto-Fenton oksidasyon deneylerinde, 120 dakika sonunda elde edilen % RR120 giderimine

[Fe2+

]’in etkisi Şekil 2’de verilmiştir. Buna göre, sabit H2O2 derişimi için en yüksek renk giderimi

50 µM Fe2+

derişiminde % 91 olarak elde edilmiştir. 150 µM ve 350 µM Fe2+

için ise giderimin

azaldığı gözlenmiştir. Bu da ortamdaki fazla Fe2+

iyonunun OH. ile yeniden reaksiyona girerek

çökme ürünü oluşturduğunu göstermektedir [1]. [H2O2]’in etkisi incelendiğinde ise 1.67 mM için

giderim % 100’dür (Şekil 3). [H2O2] arttıkça renk gideriminin arttığı görülmüştür. H2O2 derişimi

ortamdaki OH. ‘lerinin artmasına sebep olduğundan renk giderimini de artırmıştır [1].

H2O2/UV oksidasyon prosesi için aynı koşullarda 0.8375 mM derişiminde H2O2 kullanıldığında

renk giderimi % 31 bulunmuştur. TiO2/UV oksidasyon prosesinde ise renk giderimi % 100 elde

edilmiş ve bunun % 94’ü adsorpsiyonla sağlanmıştır.

KAYNAKLAR

[1] M.M. Alnuaimi, M.A. Rauf, S.S. Ashraf, A comparative study of Neutral Red decoloration

by photo-Fenton and photocatalytic processes, Dyes and Pigments, 76 ( 2008) 332–337.

[2] Y.Xu, Comparative studies of the Fe3+/2+

–UV, H2O2–UV, TiO2–UV/vis systems for the

decolorization of a textile dye X-3B in water, Chemosphere, 43 ( 2001) 1103–1107.

Şekil 2. % RR120 giderimine [Fe

2+]’in etkisi Şekil 3. % RR120 giderimine [H2O2]’in etkisi

[H2O2]= 0.8375 mM, pH= 3.0 [Fe2+

]= 50 µM, pH= 3.0

0

20

40

60

80

100

0 100 200 300 400 [Fe2+] miktarı (µM)

% G

ider

im

0

20

40

60

80

100

0 0,5 1 1,5 2

[H2O2] miktarı (mM)

% G

ider

im

Şekil 1. Deney Düzeneği (a) Manyetik Karıştırıcı (b) Ceketli Cam Reaktör

(c) Lamba (d) Sıcaklık Probu (e) pH Metre (f) Su giriş-çıkışı