Fotokimyasal ve elektrokimyasal yöntemlerle atık sulardaki organik maddelerin oksidasyonu

Bu çalışmada, fotokimyasal ve elektrokimyasal yöntemlerle atık sularda bulunan organik maddelerin oksidasyonu için en uygun elektrot'un tasarımı hedeflenmiştir. Bu amaçla, ilk aşamada anodizasyon tekniği ile aluminyum levha üzerinde ideal altıgen yapıya sahip nanoporöz alümina (NPA) alt tabanlıklarını sentezlemek için uygun anodizasyon koşulları araştırılmıştır. NPA elektrotların gelişimi üzerinde çeşitli anodizasyon elektrolitlerin ve sürelerin etkisi ayrıntılı olarak FE-SEM tekniği kullanılarak incelenmiştir. Ayrıca, NPA'nın ıslanabilirlik ve mekanik özellikleri, termal kararlılıkları sırasıyla temas açısı, mikro sertlik ve termogravimetrik TGA/DTA analiz teknikleriyle araştırılmıştır. Belirlenen optimum koşullarda oluşturulan NPA elektrotları SnO2 ve InSnO2 yarıiletkenleri ile farklı yöntemler kullanarak kaplanmıştır. Hazırlanan NPA-SnO2 ve NPA-InSnO2 fotokatalizörleri ile metil oranjın (MO)'ın fotokimyasal oksidasyonu UV ışığı altında gerçekleştirilmiştir. Başlangıç boya derişimi, pH, sıcaklık ve tekrar kullanılabilirlik gibi parametrelerin etkileri izlenmiştir. Deneysel verilerin kinetik analizi sonucunda Ea, ΔH, ΔS ve ΔG gibi termodinamik parametreler hesaplanmıştır. Fotokimyasal oksidasyon işleminde MO'ın % giderim verimi en yüksek NPA-InSnO2 fotokatalizörü varlığında elde edildiği belirlenmiştir. Elektrokimyasal oksidasyon işlemi ise NPA-InSnO2 fotokatalizörü ile 20 mg/L MO+ 0,1M NaCl içerisinde farklı potansiyeller (0,5-1V) uygulanarak gerçekleştirilmiştir. Uygulanan potansiyellere göre NPA-InSnO2 elektrotun en az tahrip olduğu potansiyel değeri olarak 0,5 V seçilmiştir.