SBA-16 destekli nanokompozitlerin karakterizasyonu ve fotokatalitik uygulamalara yönelik değerlendirilmesi

Atıksulardan sentetik boyaların giderimi, bu kirleticilerin yüksek derecede kalıcı. Fotokataliz, sürdürülebilir ve enerji verimli bir çözüm sunmakta olup, pratik uygulamalar için kararlı ve yüksek performanslı katalizörlerin geliştirilmesi kritik öneme sahiptir. Bu amaçla, bu çalışmada MoO3@Fe3O4@SBA-16 nanokompozitlerinin UV-A ışığı altında metilen mavisi (MB) bozunumu için sentezi, karakterizasyonu ve fotokatalitik performansı incelenmektedir. SBA-16 mezogözenekli silika, Fe3O4 ile fonksiyonelleştirilmiş ve ardından farklı MoO3 oranlarıyla (%10–30) yüklenmiştir. Fotokatalitik performans, doğal pH koşullarında düşük ışık gücüne sahip 32 W UV-A lambası altında değerlendirilmiştir. Sentezlenen katalizörler arasında, %20 MoO3@Fe3O4@SBA-16 kompoziti, 120 dk içinde %94,40 gibi yüksek bir fotokatalitik bozunma performansı sergilemiştir. Merkezi kompozit tasarım (CCD) tabanlı yanıt yüzeyi metodolojisi (RSM) kullanılarak yapılan proses optimizasyonu, en etkili parametrenin, reaksiyon süresi (60–180 dk) olduğunu, bunu katalizör dozu (25–75 mg) ve boya konsantrasyonunun (10–20 ppm) izlediğini ortaya koymuştur. RSM, yapay sinir ağları (ANN) ve adaptif nöro-bulanık çıkarım sistemi (ANFIS) ile yapılan tahminsel modelleme, en yüksek doğruluğun ANFIS ile elde edildiğini göstermiştir (R2 = 0,992, MAE = 0,240). Kinetik analiz, yalancı birinci dereceden davranışı doğrulamış ve katalizör, art arda altı döngü sonrasında başlangıç fotokatalitik verimini %90'ın üzerinde koruyarak yüksek etkinliğini sürdürmüştür (ilk döngüde %94,40'ten altıncı döngüde %94,09'a düşüş). Bu sonuçlar, MoO3@Fe3O4@SBA-16'yı sürdürülebilir atıksu arıtım uygulamaları için umut verici, kararlı ve tekrar kullanılabilir bir fotokatalizör olarak öneçıktığını göstermektedir.