Bazı çevresel kirleticilerin katalitik indirgenmesi için kitosan/NiO mikroküreler üzerinde desteklenen paladyum nano-katalizörün tasarımı ve karakterizasyonu

Aromatik nitro bileşikleri ve organik boyalar, sucul yaşam, çevre ve insan sağlığı için oldukça tehlikeli olan, su/atıksuda bulunan en önemli çevresel kirleticilerden biridir. Bu yüzden bu kirleticilerin, su/atık sudan, etkili, basit ve ekonomik teknolojiler kullanılarak uzaklaştırılması, dünya çapında önemli bir konu haline gelmiştir. Katalitik indirgeme yöntemi bu çevresel kirleticilerin giderimi için kullanılan en etkili prosedürlerden biri olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmada, kitosan-NiO partiküllerinden oluşan mikro küreler üzerinde paladyum nanopartiküllerin stabilize edilmesi ile yeni bir heterojen katalizör sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen Pd-KS-NiO nanokatalizörün yapısı FT-IR/ATR, XRD, FE-SEM, EDS, TEM analizleri kullanılarak aydınlatılmış ve ortalama partikül boyutu 10 nm olarak bulunmuştur. Daha sonra, sentezlenen Pd-KS-NiO nanokatalizörün katalitik gücü 4-nitro-o-fenilendiamin (4-NPDA), 4-nitrofenol (4-NP), 4-nitroanilin (4-NA), 2-nitroanilin (2-NA) gibi aromatik nitro bileşikleri ve metilen mavisi (MB), metil oranj (MO) ve rodamin B (RhB) gibi organik boyaların NaBH4 kullanarak katalitik indirgenmesinde test edilmiştir. Katalitik testler, UV-Vis spektrofotometresi kullanılarak takip edilmiş ve Pd-KS-NiO nanokatalizörünün bu kirleticileri 0-145 saniye içinde başarılı bir şekilde indirgediği bulunmuştur. Pd-KS-NiO katalizli 2-NA, 4-NP, 4-NA, 4-NPDA, MO ve RhB katalitik indirgenmeleri için hız sabitleri sırası ile 0.017 s-1, 0.011s-1, 0.006 s-1, 0.013 s-1, 0.023 s−1 ve 0.03 s−1 olarak hesaplanmıştır. Daha da önemlisi, Pd-KS-NiO nanokatalizörün mikro küre yapısı ve heterojen doğası nedeniyle, tepkime ortamından kolayca geri kazanılmış ve ardışık yedi çalışmada, katalitik performansında, yüzey morfolojisinde ve kimyasal yapısında önemli değişiklikler olmadan kullanılmıştır.