Hümik asit - anyon bağlı titanya ikili sisteminin yüzey etkileşimleri

Hümik asitler toprakta ve sulu ortamdaki kirleticilerinin taşınımına sebep olan, organik moleküllerin bağlanma mekanizmasında aktif rol oynayan zayıf polielektrolitlerdir. Hümik asitler suyun arıtımı sırasında uzaklaştırılması gereken doğal organik maddelerin önemli fraksiyonlarını oluştururlar. Geleneksel arıtma yöntemlerine ilaveten, ileri oksidasyon yöntemlerinin uygulanması daha spesifik olarak fotokataliz son yıllarda çok dikkat kazanmıştır. Titanyum dioksit (TiO2) evrensel olarak standart bir fotokatalist olarak tanımlanır. Fotokataliz yüzey odaklı bir mekanizma boyunca vuku bulduğundan dolayı, TiO2 türlerinin adsorplama özellikleri özel ilgisini korur. Ayrıca, bugünlerde görünür ışıkta aktif olan TiO2 sayısız araştırmanın konusu olmuştur. Anyon bağlı oksit yüzey ve hümik alt fonksiyonları arasında yaygın olan yüzey etkileşimlerinin anlaşılması, fotokataliz sırasında hümik maddelerin rolünün belirlenmesi için önemlidir. Bu çalışmanın amacı, yalın TiO2 ve anyon bağlı TiO2 gibi TiO2 türleri ile hümik asitin farklı moleküler boyut fraksiyonları arasındaki yüzey etkileşimlerini araştırmaktır. Bu çalışmada, iki farklı ticari TiO2 türü (Degussa P-25 ve Hombikat UV-100) kullanılmıştır. Adsorpsiyon deneyleri, farklı moleküler boyut fraksiyonlarına sahip olan hümik asit çözeltileri (0.45 µm filtre edilmiş fraksiyon, 100 kDa fraksiyon ve 30 kDa fraksiyon) ile yürütüldü. Ayrıca adsorbanlar olarak 0.1-1.0 mg mL-1 aralığında yalın TiO2 ve anyon bağlı TiO2 türleri (N-bağlı TiO2, S-bağlı TiO2, C-bağlı TiO2 ve N-S eş-bağlıTiO2) kullanılmıştır. Hümik asit ve onun moleküler boyut fraksiyonlarının yalın TiO2 ve anyon bağlı TiO2 türleri üzerindeki adsorpsiyonu, UV-görünür bölge spektroskopik parametreleri; renk oluşturan gruplar (Color436) ve UV absorplayan merkezler (UV365, UV280 ve UV254) ve emisyon ve eş zamanlı tarama modları içeren floresans spektoskopisi ve çözünmüş organik karbon bakımından değerlendirilmiş ve kıyaslanmıştır. Adsorpsiyon izotermleri, adsorpsiyon izoterm tiplerine göre değerlendirilmiştir (C, L ve S). Adsorpsiyon izotermlerinin, spesifik UV-görünür parametrelerinin sonuçları değerlendirilerek Freundlich ve Langmuir adsorpsiyon izoterm modellerine modellemeleri yapılır. İki farklı TiO2 türü (Degussa P-25 ve Hombikat UV-100) üzerindeki bağlanmanın etkisi, humik asitin azalan moleküler boyutunun rolü boyunca değerlendirilebilinir. En önemli etki, hümik asitin sulu çözeltilerinde mevcut olan TiO2 türlerinin yüzey özelliklerine dayandırılabilinir. Hümik asitin değişen moleküler boyut fraksiyonlarına bağlı olan sonuçlar TiO2 türlerinin şekilsel özelliklerine göre dikkate değer farklılıklar göstermiştir.